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气田湿气气-液两相流量的联合测定节流和涡街式

时间:2021-11-19
气田湿气气-液两相流量的联合测定节流和涡街式流量计。
资料来源:1.长庆油田油气工艺研究所-低渗油气田勘探开发国家工程实验室;2.长庆油田一采气厂。
文摘:针对Surger气田井间串联,采用井口湿气计量方式下单井下单井无液相计量的问题,提出了一种结合涡街式流量计测量湿气两相流量的方法。采用集成两种流量计测量管,并与差压静压相结合的频率温度传感器,简化了流量计的整体结构。利用室内空气—水两相流试验平台,对该组合湿气流量计的计量精度进行了测试,结果表明:组合式湿气体流量计气相的液相测量误差在0.05~4m3/h范围内,液相测量误差在5%以内。用分立计量装置对气井井口组合湿气流量计计量精度的测试结果表明:气井泡排气相,液相测量平均误差为5%,在20%范围内,能准确反映气井出液规00律0,可以为泡排系统的优化提供指导;柱塞气举井气相测量误差在8%以内,其测量误差较大,但能准确地反映柱塞气井的出液特点,为柱塞气井的工况诊断和生产系统的优化提供了依据。(图8表2,见17)
湿气-液两相计量技术是近年来的研究热点,在国内外进行了大量的研究工作[1-8]。它主要有两大类:一种是节流式流量计与伽马射线等相含率检测技术相结合,如兰州海默公司的“文丘里管+伽马射线”湿气流量计,西安铭度公司生产的“孔板+伽马射线”湿气流量计,这种湿气流量计虽然测量精度较高,但设备成本较高,主要用于开展气井气液两相移动测试服务;另一种是两个或多个单相流量计组合,在湿气体测量中,利用其虚高性可得到气体液相量的模型,如天津大学研制的TTWGF型“锥形+文丘里”湿气流量计,在国外高等院校开展的双槽孔板气液两相流技术等,这类技术还处于研究和试验阶段。
通过井下节流、井间串通、井口湿气计量等技术,使长庆苏里格气田地面建设投资大幅度减少,实现了气田的经济高效开发,而简单孔板流量计湿气计量技术无单井液相计量,气相测量误差较大,给气田稳产期气井精细化管理带来了困难[9]。在现场主要采用分离计量装置对单井气液进行定期移动试验[10-12],由于成本高,没有单井气液产率的实时数据,不能大规模应用。
在气田大面积开展泡沫排水、柱塞气举等排水采气措施[13-14]时,气井间普遍有间歇出液,瞬时流量波动大,流态复杂多变,这大大增加了气井气液两相的计量难度。为此,将节流式流量计和涡街式流量计结合起来,通过计算平均混合流体密度,在苏里格气田的气液两相流量测量,本文旨在通过对柱塞气举排水采气井的现场试验,为气井开采系统的优化和精细管理提供有效的依据。
一种组合水流量计结构。
组合式湿气体流量计(简称组合式)节流装置、频率温度变送器、差压压力传感器、流量积算仪、压差管道等构成(图1)。
把涡旋发生器,传感器探头安装在节流计节流装置通道中(图2),使流量计的总长度减小;优选EJA110E型差压传感器,可以同时输出差压和静压,从而减少了传感器的数目;把压电芯片(涡频信号探测传感器)和PT100热电阻(温度信号检测传感器)封装起来,形成频率温度一体化传感器,在EJA110E型差压传感器的基础上,通过HART协议与差压传感器进行了二次开发,通过HART协议与压差压力传感器进行通讯,RS485协议与频率温度传感器通讯,完成信号采集、流量计算和显示功能。这种设计思想减少了传感器的数量,简化了流量计结构,便于现场应用。
2测量原则。
涡轮式流量计是通过测量旋涡频率信号来实现流体流量的测量[15],而节流流量计是通过测量差压实现流体流量的测量[16]。湿气体流经水平管内的流速大于15m/s时,气液两相流都是环状雾流,一般称为雾状流,可以近似为均匀流。用上述两种流量计组合测湿气体,在理论上就能实现气液和湿气混合流体的平均密度的测量,在已知气条件下,可以推导出气液两相流量[17]。
由于两种流量计所测的湿气都有虚高,造成的气液流量与实际流量不符。
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