电导式相关流量计应用于油水两相流测量
电导传感器适合水为连续相的工作条件,对油水两相流体电导率敏感,且结构简单,工作可靠[1-3]。基于电导传感器的电导式相关流量计具有无转动部件、无阻流元件、不受井内异物影响等优点。研究表明,电导式相关流量计可应用于油田油水两相流的测量。本文通过室内模拟井标定及现场试验,对阻抗式过环空找水仪的产液和含水两项指标测量的适用条件、重复性、稳定性和一致性进行评价。
1 含水率下限的确定
电导式相关流量计的传感器在水为连续相下才能正常工作,在同一流量下,随着含水率的下降,水将渐渐地成为非连续相,传感器就无法做出正确响应。因此有必要确定各流量点下仪器能做出正确响应的含水率下限。
本文的研究选用阻抗式过环空找水仪,通过室内模拟标准井试验,利用该仪器对不同流量、不同含水率的油水两相流进行了测量,确定不同流量下仪器能够作出正确响应的含水率下限。将各流量点下仪器能达到的含水率下限连接起来,得到流量和含水率下限的关系。从流量和含水率下限的关系可见,含水率下限随流量的降低而降低,流量为10m3/d时含水率下限可达20%;流量为20m3/d以上含水率下限为50%。
2 仪器的三性评价
为对阻抗式过环空找水仪的产液、含水两项指标测量的重复性、稳定性和一致性进行评价,选用了三支仪器进行试验,编号分别为1#、2#和3#。
(1)仪器的标定。将仪器下入模拟井后,首先分别利用三支仪器测量静态全水值(即含水率100%),记录此时的全水值作为参考数值,然后依次在流量分别为80、60、40、20、10、5m3/d,每种流量下含水分别为95%、90%、80%、70%、60%、50%条件下标定,利用三支仪器分别测量出该点混相值,制作三支仪器的含水标定图版,如图1所示。
通过对图1中三支仪器的标定图板的对比分析可以得到以下结论:①在高含水的情况下,曲线比较平直,仪器相对响应受流量影响较小;②在低流量、低含水条件下,混相曲线上下波动比较大,体现出流体滑脱速度对仪器测量有一定影响。当流量小于40m3/d时,同一含水率条件下测得的仪器响应偏高,流量越低,测得的仪器响应越大,体现出滑脱的影响。随流量增大,滑脱影响减小。当流量大于40m3/d时,随含水率增高,同一含水率下的数据点离散性减小,当含水率为80%、90%时,数据点基本重合,说明该仪器在大流量、高含水率的情况下测得的仪器响应基本与流量无关。同时说明,在高含水时,仪器测量结果更准确可靠。
(2)重复性测试。由于阻抗式过环空找水仪是在过流状态下测量,不用对流体进行取样测量,避免了取样造成的偶然性结果,使得仪器的重复性、稳定性较好。
仪器标定过程中,不同流量、不同含水率的油水两相流在相同条件下使用阻抗式过环空找水仪多次重复测量,考查仪器的重复性。1#仪器的测量结果如表1所示。
(3)一致性测试。在不同流量、不同含水率的油水两相流中,使用三只仪器分别进行含水率测试,考查仪器的一致性。测试结果表明,3只仪器的一致性很好,误差也在5%以内。
(4)稳定性测试。将标定过的仪器经过半年时间的现场使用后再次进行模拟井标定,标定后考查仪器的重复性。结果表明,经过现场使用半年后仪器的重复性误差没有明显变化,这说明仪器经过现场应用后,仍具有很好的稳定性。
3 现场应用情况
半年来,使用阻抗式过环空找水仪共对大庆油田10口井进行了现场测试,为了验证仪器测量的准确性和重复性,对每口井中的测点都进行了重复测量。10口井中两次测量的全井产液最大重复之差为±2.2m3/d;10口井中两次测量的全井综合含水率最大重复之差为±2.4%。现场试验结果表明,仪器工作性能稳定,重复性、稳定性好,测量精度可靠,能准确地测量流体流量和含水率。
4 结语
电导式相关式流量计具有较宽的测量范围,具有维修简单、可靠、不受井内异物影响等优点,适用范围较广。在多数场合下,可以取代涡轮流量计,并适于涡轮流量计所不适用的出砂井的测量,成为涡轮流量计测量的有效补充或替代手段,为井下油水两相流测量开辟了一个新的方向。
参考文献
[1]张乃禄1联合站原油计量监控系统[J]1油气田地面工程,2007,26(1):36-371
[2]张乃禄,薛朝妹1原油含水率测量技术及其进展[J]1石油工业技术监督,2005(11):25-281
[3]肖志红,胡长岭,张乃禄1原油涡轮计量系统[J]1油气田地面工程,2008,27(4):74-751