流量计系列产品
 
 

涡轮流量计对水平三相流的实验响应

发布时间:2017-09-02 08:55:27
 

对涡轮流量计在模拟井中水平条件下获取的实验数据从不同气流量、同一含水率下的油水总流量与涡轮响应的关系;同一油水总流量、不同含水率配比下的气流量与涡轮响应的关系及不同密度下的油、气、水总流量与涡轮响应的关系等3个方面进行了分析。结果表明,油水两相含水率在50%~100%范围内,同一气流量下,涡轮响应与油水两相流量呈线性关系;不同气量下所得到的各个涡轮流量计的响应与油水总流量关系直线的斜率(即涡轮K值) 近于相等,但各直线的截距随气流量的增加而增大。在油水总流量相同的情况下涡轮响应与气流量呈线性关系,该线性关系不受油水两相含水率的影响或受油水两相含水率的影响小。不同密度下的涡轮K值随密度增加而增大。三相流下要获得准确的流量还需进行密度校正。
随着油田的开发,水平生产井的数量不断增加,井下流体为三相流的水平井数量也会随之增加,因此对用于井下流体流量测量的流量计有必要开展三相流下的响应规律研究,以便于指导解释和校正。目前,国内在全集流情况下用于水平产出井测量的流量计仅有涡轮流量计和电导式相关流量计。用涡轮流量计在垂直模拟井中测量油-气-水三相流已经取得了实验研究成果,而对它在水平模拟井中测量油气水三相流的实验规律的研究进行的相对较少。
1、实验情况简介
实验是在大庆油田有限责任公司大庆测试技术服务分公司检测实验中心的水平模拟井中进行的,实验介质为柴油、水及氮气。气流量的调节最低为3m3/d,10m3/d以上,每间隔10m3/d为1个调节点。油/水两相流量含水率的调节分别为50%、75%及90%。实验采用集流方式进行。对所获取的实验数据从不同气流量、同一含水率下总流量与涡轮响应的关系,同一油水总流量、不同含水率配比下的气流量与涡轮响应的关系及不同密度下的油、气、水总流量与涡轮响应的关系等3个方面进行了分析。实验中三相流体的密度是通过计算得到的配比密度,不是实测密度。涡轮转数称之为涡轮流量计的响应。
2、不同气流量、同一含水率下油水两相流量与涡轮响应的关系
图1中分别给出了不同气流量、油水两相含水率分别为50%和90%下的油水总流量与涡轮响应的关系。

从图1可以看出在同一气量下、油水两相含水率配比不变的情况,涡轮流量计的响应与油水总流量成线性关系;不同气量下、油水两相含水率配比不变的情况,所得
到的各个涡轮流量计的响应与油水总流量关系直线的斜率(即涡轮 K值) 近于相等,但各直线的截距不等。随着气流量的增加,截距增大。显然各个直线的截距的差异主要是由于不同的气量的大小造成的。在不同气量、油水两相含水率配比75%情况下,涡轮流量计的响应与总流量的关系与油水两相含水率分别为50%和90%的结果相同。实验结果表明,在所实验的油水两相含水率范围内,在相同气流量下、对于同一油水两相含水率,涡轮流量计的响应与油水总流量成线性关系;不同气流量、同一油水两相含水率下的各个涡轮流量计的响应与油水总流量关系直线的斜率近于相等,但各直线的截距不等。随着气流量的增加,截距增大。
3、同一油水总流量、不同含水率配比下的气流量与涡轮响应的关系
图2给出的是在油水总流量为40m3/d、油水两相含水率分别为50%、75%、90%情况下的气流量与涡轮响应的关系。从图2上可以看出 ,对于固定的油水总流量、同一油水两相含水率,涡轮响应随着气流量的增加而增加,与气流量呈线性关系;不同含水率下的3条直线近于重合,这说明对于固定的油水总流量涡轮响应与气流量的线性关系不受油水两相含水率的影响或受油水两相含水率的影响小。由后面的分析可知,由于油水两相含水率在50%~90%范围内密度差异较小,所以含水率变化对流量的影响不大。在其它的油水总流量下,也得到了与油水总流量为40m3/d时一致分析结果 ,涡轮响应随着气流量的增加而增加,与所增加的气流量呈线性关系,并不受油水两相含水率的影响或受油水两相含水率的影响小。

4、不同密度下的油、气、水总流量与涡轮响应的关系
图3给出了配比密度分别为0.49,0.68,0.92t/m3下油气水总流量与涡轮响应(转数) 的关系。从图3可知,在同一密度,涡轮响应与总流量呈线性关系,对于同一流量密度越大,涡轮转数越快,因此涡轮K值随着流体密度的增加而增大,这一结论与在垂直井中的结论一致。这表明,在三相流情况下,要准确获得总流量,应
进行密度校正。

5、结论
(1)油水两相含水率在50%~100%范围内,同一气流量下,涡轮响应与油水两相流量呈线性关系,不同气量下,所得到的各个涡轮流量计的响应与油水总流量关系直线的斜率(即涡轮K值) 近于相等,但各直线的截距随气流量的增加而增大。
(2)在油水总流量相同的情况下涡轮响应与气流量呈线性关系,该线性关系不受油水两相含水率的影响或受油水两相含水率的影响小。
(3)不同密度下的涡轮K值随密度增加而增大,因此三相流下要获得准确的流量还需进行密度校正。