油井多相流计量技术

第一章油井流入动态与井筒多相流动计算一、名词解释1、流入动态：油井产量与井底流动压力（简称流压）的关系。

2、IPR 曲线：表示产量与流压关系的曲线称为流入动态曲线。

简称IPR 曲线。

3、采油指数：是一个反应油层性质、厚度、流体参数、泄油面积、完井条件等的综合指标。

4、流动效率：在相同产量下的理想生产压差与实际生产压差之比。

5、产液指数：指单位生产压差下的生产液量。

6、泡流：溶解气开始从油中分离出来，由于气量少，压力高，气体都以小气泡分散在液相中，气泡直径相对于油管直径要小很多，这种结构的混合物的流动称为泡流。

7、流型：油气混合物的流动结构是指流动过程中油、气的分布状态，也称为流动型态，简称流型。

8、段塞流：井筒内形成的一段油一段气的结构，这种结构的混合物的流动称为段塞流。

9、环流：形成油管中心是连续的气流而管壁为油环的流动结构，这种流动称为环流。

10、雾流：在管壁中，绝大部分油都以小油滴分散在气流中，这种流动结构称为雾流。

11、滑脱：在气-液两相管流中，由于气体和液体之间的密度差而产生气体超越液体流动的现象称为滑脱。

12、滑脱损失：出现滑脱之后将增大气液混合物的密度，从而增大混合物的静水压头。

因滑脱而产生的附加压力损失称为滑脱损失。

13、质量流量：质量流量，即单位时间内流过过流断面的流体质量。

14、体积流量：单位时间内流过过流断面的流体体积。

15、气相实际速度：实际上，它是气相在所占断面上的平均速度，真正的气相实际速度应是气相各点的局部速度。

16、气相表观速度：假设气相占据了全部过流断面，这是一种假想的速度。

17、滑脱速度：气相实际速度与液相实际速度之差称为滑脱速度。

18、体积含气率（无滑脱含气率）：单位时间内流过过流断面的两相流体的总体积中气相所占的比例。

19、真实含气率：真实含气率又称空隙率、气相存容比，两相流动的过流断面上，气相面积所占的份额，故也称作截面含气率。

20、混合物密度：在流动的管道上，取一微小管段，则此微小管段内两相介质的质量与体积之比称为混合物的真实密度。

油田多相流计量技术
杨晓丽
【期刊名称】《吐哈油气》
【年(卷),期】2000(000)001
【摘要】油井产出物在线不分离计量是一门涉及多相流流型调整、相分率测量和互相关流速测量等多方面知识的测量技术。

本文较系统地介绍了在线不分离计量技术,指出了该项技术在油田产出物计量方面所处的优势,并结合油田生产实际,从现场应用的角度阐述了它的优点和尚需解决的问题,同时对今后的技术改进方向提出了设想和建议。

【总页数】5页(P50-53,96)
【作者】杨晓丽
【作者单位】吐哈油田公司工程技术中心;工程师电气自动化;新疆;鄯善;838202【正文语种】中文
【中图分类】TE863.1
【相关文献】
1.油井多相流计量技术研究进展 [J], 张丝雨;Henry Miao;吴浩达;檀晨
2.国内外多相流计量技术的发展 [J], 高巍
3.基于多传感器和SVR算法的油田多相流实时计量技术研究 [J], 申洪源;马亮;张雅楠;陈冰;赵世睿;张海峰
4.油井多相流计量技术研究进展 [J], 张丝雨; Henry Miao; 吴浩达; 檀晨
5.取样式多相流分离计量技术 [J],
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

多相流测量技术的研究及其应用前景曹艳强 曹岩西安石油大学石油工程学院 陕西 西安 710065摘要：多相流广泛存在于石油工业中,因此对于多相流的测量就具有非常重要的意义。

然而,由于多相流在流动过程中流型复杂,成分多变。

到目前为止,多相流的测量仍然是石油行业中的一个难题，但同时多相流技术的应用潜力还是被大家非常看好的。

关键词：多相流 压降 分相含率 空隙率 速度 流量1多相流简介在大自然中,物质可以分成气相、液相和固相三相[]1。

顾名思义多相流就是指同时存在两种或两种以上不同相混合物质的流动。

在日常生活中常见的多相流有气固两相流、气液两相流、液固两相流、液液两相流以及气液液、气液固多相流等等。

在多相流的研究中,通常将在同一自然相中存在明确界面的不同物质当作不同相进行研究,如在油水混合物中,由于油和水互不相溶,那么就会在两者之间存在明显的相界面,这样就称为油水两相流。

多相流在石油化工行业中是一种十分普遍的现象。

在石油开采过程中，从采出到运输都会存在油、气、水三相混输，这是一种很典型的多相流，甚至还存在油、气、水、沙四相流。

多相流是在流体力学，物理化学，传热传质学，燃烧学等学科的基础上发展起来的一门新兴学科,对国民经济的发展有着十分重要的作用,它广泛存在于能源、动力、石油化工、核反应堆、制冷、低温、环境保护及航天技术等许多工业部门。

因此，虽然多相流的发展历史只有短暂的几十年，但由于油气水多相流检测技术的研究具有重要的理论和工程意义，发展脚步很快。

尤其是在20世纪50年代以来,由于石油化工行业中高参数的引人,以及对环境保护的日益重视,在一定程度上大大地促进了多相流研究及其应用的发展[]2。

2多相流的测量参数[]3在多相流的流动过程中，由于相与相之间的作用，就会有分布和形状在空间和时间里都是可以随时变化的相界面，而相与相之间又会存在不同的速度，导致通过管道的不同相的流量比和其所占的管截面比并不相等。

因此，根据多相流的这些特点，描述其流动的参数就要比单相的参数要复杂。

多相流量计的原理与开发应用简介国内外发展现状国内外多相流量计早在20世纪60年代就曾进行过研究，但由于当时的技术条件限制，未获得可供应用的成果。

近年来，相关流量测量技术、计算机自动控制和数据处理技术的发展，刺激了多相流测量技术的开发与研究，美国、挪威、法国、英国、俄罗斯等国家的一些大石油公司，相继投人大量的人力、财力进行多相流量计的研制和开发，并建立了一批多相流检定装置，使得这一技术获得实质性的进展，研制出一批可供生产应用的试验样机。

当然就目前来说，大多数的测试技术仅局限于实验室研究，为数不多的商品化的多相计量仪表在工业应用中也存在着一定的局限性，并且造价昂贵。

从计量方式看，多相流量计可以分为全分离式、取样分离式和不分离式三种。

全分离式多相流量计是在井液进入计量装置后先进行气液分离再分别计量气液两相的流量，测出液相的含水率，求出油气水各相含量。

其典型代表为Texaco 公司研制的SMS多相流量计，它是较早用于现场测试的一种多相流量计，它是将流体分成气、液两相，然后用流量计液相测液体流量，用微波监测仪计量液相的含水率，气相用涡轮式流量计计量。

目前其计量精度是，含水率精度±5% 、油和水流量精度±5%、气体流量精度±10%。

取样分离式多相流量计是在计量多相流总流量和平均密度的基础上，提取少量样液加以气体分离，并测定油气水各相的百分含量，通过计算获得油气水各相的流量。

其中Euromatic公司开发的多相流量计较有代表性，它是最早用于现场测试的一种多相流量计，它由透平式流量计和γ密度计组成。

透平式流量计用来测量流体的体积流量，γ密度计测量流体的密度。

透平式流量计附近装有旁通管线用于分离液体测取密度。

不分离式多相流量计是在不对井液作任何分离的情况下实现油气水三相计量，是多相流量计的发展主要方向。

其技术难度主要体现在油气水三相组分含量及各相流速的测定。

目前，相流速测量技术主要有混合+压差法、正排量法和互相关技术，其中互相关技术应用最多。

北京工业大学科技成果——油井三相自动计量与远
程监控系统
成果简介
油井多相自动计量技术解决了传统分离器计量和人工含水计量存在的计量误差大以及油田进入中后期开发阶段出现的低液量、低含气、间歇出油井无法计量的问题，填补了国内外油井计量的空白。

技术特点
（1）高效分离：柱式旋流分离、重力分离、气液平衡自调节等一体化新技术；
（2）三相的准确计量：先进的计量仪表与科学的含水计算方法；
（3）适用不同油气比条件下的计量，工况范围广；
（4）特殊工况：高含水、低液量、大气量、稠油、稀油、间歇出油等；
（5）单井与分队油井实时连续计量；
（6）多井控制的定时单井计量；
（7）适用范围广，满足油田采用队、计量站、联合站、集输站、
海上平台等油井计量的需要。

应用简介
所处研发阶段：已经完成研发。

适合应用领域：陆上或海上生产油井的油气水多相计量。

已有应用情况：已在中石化胜利油田滨南采油厂、河口采油厂、纯梁采油厂、临盘采油厂等多个计量站进行推广示范。

投资规模及效益分析
油井自动计量系统分为单井计量、多井计量、分队计量、联合站计量、车载式计量几种规格，成本从5万元到50万元不等，以多井计量为例，单套计量系统在30万，投资规模600万元以上。

按目前市场情况，年生产100台/套，效益1000万元左右。

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。

标签：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。

油井计量技术现状及其发展方向摘要：本文阐述了分离器玻璃管计量、翻斗式称重计量、“示功图法”油井计量技术、两相分离计量和三相分离计量等油井产量计量方法，提出了油井产量计量技术的发展方向。

关键词：油井计量发展方向油井生产过程中形成油、气、水三相流动，油井计量的任务是动态监测油井的产液量、产油量和产气量，并通过产量的动态分析得知井下油藏地质情况变化和生产异常，为生产决策提供准确的数据支持，需要测出油、气、水三相的分相流量，国家标准要求计量准确度为±10%。

准确掌握油井产量，并根据产量变化及时掌握和分析油井生产工况的变化，是油井计量工作的根本目标，因此油井计量工作对于油井管理水平的提高具有十分重要的意义。

一、油井计量工艺现状目前国内各油田采用的油井产量计量方法主要有：分离器玻璃管计量、翻斗式称重计量、“示功图法”油井计量技术、两相分离计量和三相分离计量方法等。

随着技术的进步，油田越来越需要功能强、自动化程度高的油井计量设备以提高劳动生产率和油田的管理水平。

1.分离器玻璃管计量分离器玻璃管计量，即油井通过系统进入计量站，在计量站内通过立式两相分离器进行气、液分离。

气、液分别进行定容积计量并依靠瞬间计量数据折算一天的液量。

该计量工艺为传统的计量技术，多年来没有大的技术改进；计量设备简单，但地面配套建设投资较大；操作相对较为复杂；不能实现油井连续计量。

随着油田开发时间的延续，原油含水率大幅增加已到高含水期，这时仍使用两相分离计量装置对于高含水伴生气少的油井，以及低液量、问歇出油的油井已无法达到规范要求的计量精度，甚至不能实现正常计量。

2.为翻斗式称重计量它是在传统的油井计量站分离器玻璃管量油基础上，将普通的油井计量分离器更换为翻斗量油装置，实现油井称重计量。

该计量工艺主要由罐体、分离器、翻斗、称重传感器组成，并与软件构成完整的计量监控系统。

其工作原理是：液体进入罐体时首先沿分离器流入翻斗，翻斗由两个对称放置的独立料斗组成。

油气液三相计量的发展20240427油气液三相计量是指在石油和天然气生产过程中，对液态油、天然气和水进行同时计量的一种技术。

这个技术的发展，对于提高石油和天然气生产过程的效率和准确性起到了重要的推动作用。

下面将从历史发展、实践应用和未来趋势三个方面对油气液三相计量进行详细介绍。

历史发展：油气液三相计量技术的发展，可以追溯到20世纪60年代。

在当时，由于油田和气田的开采已经进入到较为高产出阶段，对于油气液的计量需求逐渐增大。

然而，当时的计量设备并不具备同时计量油、气、水三相的能力，导致计量结果不准确。

于是，科研人员开始研究如何开发一种能够进行油气液三相计量的仪器。

经过多年的努力，到了20世纪80年代，油气液三相计量技术取得了重要突破。

这时，研究者们引入了一种叫做多相流量计的设备，这种设备能够同时计量三相的流量。

多相流量计的出现，使得油气液三相计量的准确性得以大幅提升。

实践应用：油气液三相计量技术目前已经广泛应用于石油和天然气生产的各个环节。

在油田和气田的开采过程中，油气液三相计量技术可以对矿井、井口和生产设备等地方的产量进行准确计量。

这样一来，生产过程中的能源消耗和运输成本都得到了有效的控制，同时也提高了生产的效率。

另外，油气液三相计量技术还可以应用于油库和气库等地方的储存过程。

这样一来，可以对于储备油气的数量进行准确计量，以便于管理和调度。

同时，对于储存设备的使用寿命和维护成本等方面也可以进行有效的监控。

未来趋势：虽然油气液三相计量技术已经取得了重要的发展，但是仍然存在一些挑战和待解决的问题。

其中之一就是计量结果的准确性。

由于油气液三相计量涉及多种参数的测量和计算，并且条件复杂，所以存在一定误差。

因此，今后的研究需要进一步加强对于计量误差的分析和纠正。

另外，随着石油和天然气行业的不断发展，油气液三相计量技术也需要不断创新。

未来的发展方向之一就是提高计量设备的稳定性和耐用性。

同时，可以考虑引入更先进的传感器和自动控制设备，以提高计量的自动化水平。