油气水多相流量计的测试、标定探讨及应用

油气水多相流量计的测试、标定探讨及应用

作者：武连海

来源：《中国化工贸易·上旬刊》2018年第03期

摘 要：油气水多相流量计在油田的开采作业过程中起到了非常重要的作用，尤其是在一些边缘油田以及海相油田上的应用，更是为油田的经济效益提升带来了积极的做用，形成油气水多相流的原因比较多，而且多相流的流动特性非常复杂，使得多相流的测试、标定工作特别难开展，目前为止能够很好的对多相流进行测试、标定的就是多相流流量计。本文主要研究了多相流流量计对油气水多相流的测试、标定以及应用。 关键词：多相流量计；测试、标定；应用

油田在进行油气田开采的过程中，从井下开采出来的原油、半生天然气和水在管道运输的过程中逐渐形成了一种在相态以及流动性能上比较复杂且相态和流动性变化较快的多相流。多相流在形态和物性上具有较大的随机性。利用随机函数对多相流的随机变量进行计算后可以得出，对于油气水多相流的体积测量完全可以通过对油气水多相流的流速以及在流量截面上的含水气率等参数的实施检测就可以实现。但是在实际的油田开采作业过程中对于油气水多相流的测试、标定还是存在很多的困难。因此应该贾汪对多相流量计的开发和应用。 1 多相流量计的测试、标定技术 1.1 多相流量计的测试

由于油气水多相流的流动形态非常复杂多变，因此在多相流的体积分布上也随着多相流的流行变化而不断变化，油气水三种相态之间在流动的过程中存在着相对的运动，产生不同的相对速度，因此在进行油气水多相流的测量时，必须对油气水三相各自的相分率以及分相速度进行测试。而相分率的表征主要是通过相分率产量来进行的，这个产量在实际的测试过程中处在很多难点。目前针对相分率产量的测试技术主要有电学法、射线吸收法以及微波衰减法等几种。利用不同相态的电导率以及介电常数等特性的差异来测量油气水多相流的气液相分率的方法就是电学法。射线吸收法主要是利用射线在穿过多相流的时候，不同的相态对于射线吸收程度不同，而且不同密度的多相流对于射线的吸收程度也不相同，这样就可以对多相流的密度以及分相率进行测试。微波衰减法主要是利用某一频率的微波在经过不同含水体积分数的相态时产生的衰减程度不同，通过衰减度跟含水体积分数的关系进行计算就可以得出多相流个相态的含水体积分数。油气水多相流的流量测试可以细分为均相流测试法和分相流测试法两种。均相流测试法是在进行测试前将油气水多相流经过混合器等装置进行均匀的混合后就可以按照单向流的性质进行流量的测试。由于经过均匀混合后，油气水多相混合物在相态上非常接近与单向流。因此完全可以按照节流阀、容器发等单向流流量测试的方法对油气水多相流的均相混合进行流量测试。

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1.2 多相流量计的标定

在多相流量计完成研发生产准备进入市场进行商用前，要对多相流量计进行综合性能的测试和评价，对多相流量计的精度进行标定。而在多相流量计进入市场后，在实际的使用过程中也要不定期的对多相流量计进行检定。目前国外很过国家在多相流量计的测试以及计量装置上投入了大量的资金来对多相流测试标定技术进行理论实验研究。国内在多相流量计的测试以及计量装置上的投入较小，建立的装置规模也较小。目前国际上唯一一个在多相流量计的标定装置上具有较高知名度跟权威性的企业就是英国国家工程实验室在上世纪90年代建造的油气水三相流量计测试和标定装置。该装置在测量范围以及精度上都具有良好的表现，而且设备的功能也比较齐全，完全能够实现油气水多相流流量计的综合性能测试和标定工作。 2 多相流量计的应用

油气水多相流量计在实际的使用过程中可以被细分为直接在线流量计和取样流量计两种。对输送管道内的多线混合物进行体积流量和体积密度的测试时就要是用取样流量计。取样流量计的另以中应用是从油气水输送主管道上对多相流进行取样，然后通过分离器将其分离成气、液两相，再通过伽马密度仪对油气水三相各自的密度进行测量。与取样流量计不同的是，直接在线计量利用的直接利用多相混合物内在的流体性质进行测量就可以获得混合物中各个相态的流量。这样在整个测量过程中，不会出现任何测量设备对流体进行干扰，而且对与出油管线也不许要进行大量的改造。多相流量计在实际的使用过程由于技术上的限制存在以下一些问题：①在使用多相流量计对油气水多相混合物进行测量时，往往需要经过多次的、大量的测试后，将获得的多组数据将进行计算才能够得出油气水多相混合物中各个相态的流量，这样实际计算出的多相混合物的流量精度就会存在较大的误差。目前市场上使用的大部分多相流量计的误差都在±10%；②目前多相流量计的使用都要在充分掌握流行的特性后才能很好的发挥测量作用；③目前市场上的多相流量计的含气率水使用度较低，一般都要求含气率在1.9-1.0内；④多相流采用的微波辐射的技术都具有辐射性，对人体有一定的伤害；⑤目前市场上的多相流量计的标定设备不能够完成对流速测量的很好标定。 3 结束语

综上所述，油气水多相流量计在油田的生产开采作业过程中起到了十分重要的作用，虽然随着石油企业的发展，我国在多相流量计的应用上取得了不小的成果，但是目前多相流量计还是存在误差大，使用限制比较诸多的缺点。因此，应该加强对多相流量计的研发和设备投资，这样才能开发出更加先进的多相流量计。 参考文献：

[1]魏祯毅.油、气、水多相流量计的研究[D].杭州：浙江大学，2004.

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[2]郭亮，张汉沛，王美萍.多相流量计测试标定装置气流量稳定度的测试、计算及改善[J].油气田地面工程，2000（06）：42-43. 作者简介：

武连海（1969- ），男，汉，山东省肥城市人，大专，现有职称：中级技工，研究方向：流量计研究。