摘要:以油水兩相流的測(cè)量為研究?jī)?nèi)容，針對(duì)高含水產(chǎn)出井的測(cè)試難點(diǎn)，提出了一種基于差壓、電導(dǎo)等多傳感器的測(cè)量方案，完成測(cè)量油水兩相流流量及含油率的理論可行性。詳細(xì)論述了差壓流量計(jì)理論基礎(chǔ)，儀器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析。
　　壓差式流量計(jì)種類多、應(yīng)用范圍廣，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活中。但將差壓傳感器應(yīng)用在動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的產(chǎn)出剖面測(cè)井中，還很少見。利用精度佳、分辨率高的差壓傳感器，通過集流器集流，井下產(chǎn)出液沖擊差壓傳感器，差壓傳感器的響應(yīng)信號(hào)則包含多相流流動(dòng)的豐富信息，研究差壓信號(hào)波動(dòng)與多相流流動(dòng)之間的關(guān)系，不僅可以得到正確的流量信息，還有望得到多相流的含量信息，這樣就可以得到正確的油井分層產(chǎn)量和產(chǎn)油量，為調(diào)剖生產(chǎn)方式提供正確的資料。
1理論基礎(chǔ)
　　充滿管道的流體，當(dāng)它流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流件時(shí)，流速將在節(jié)流件處形成局部收縮，因而流速增加，靜壓力降低，于是在節(jié)流件前后便產(chǎn)生了壓差。流體流量愈大，產(chǎn)生的壓差愈大，這樣可依據(jù)壓差來衡量流量的大小。這種測(cè)量方法是以流動(dòng)連續(xù)性方程(質(zhì)量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)為基礎(chǔ)的。壓差的大小不僅與流量有關(guān)，還與節(jié)流裝置形式和管道內(nèi)流體的物理性質(zhì)(密:度、粘度不同時(shí))有關(guān)，因此，在同樣的流量下，當(dāng)節(jié)流裝置形式和管道內(nèi)流體的物理性質(zhì)不同時(shí)，產(chǎn)生的壓差也是不同的。
2儀器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1儀器設(shè)計(jì)
　　根據(jù)油水兩相流的特點(diǎn)，在儀器的設(shè)計(jì)中采用多傳感器方案。采用差壓傳感器、電導(dǎo)傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器，用多個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)來反映被測(cè)流體的流動(dòng)特征,運(yùn)用信號(hào)處理等技術(shù)，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)油水兩相流流量和含油率的實(shí)時(shí)測(cè)量。差壓傳感器在機(jī)械封裝時(shí)應(yīng)注意引壓管的密封和零點(diǎn)漂移，因此選擇有較高響應(yīng)頻率的差壓傳感器，同時(shí)盡量縮短引壓管，以減小壓力傳遞過程中的時(shí)間滯后。
2.2儀器結(jié)構(gòu)
　　下井儀器自下而上由電機(jī)、集流傘、電導(dǎo)傳感器、差壓傳感器、溫度、壓力傳感器、磁性定位器和遙傳電路組成。
3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
3.1單相流體時(shí)差壓流量計(jì)的響應(yīng)
　　固定節(jié)流孔(即出液孔)寬度為5mm，在單相水流時(shí)，打開集流器集流，差壓傳感器的響應(yīng)值與流量的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖1所示。
 
　　由圖1可以看出，單相水流時(shí)，流量與差壓響應(yīng)值曲線具有很好的指數(shù)關(guān)系，與理論公式相吻合。
3.2密度的響應(yīng)曲線
　　固定一定長(zhǎng)度(儀器設(shè)計(jì)的差壓傳感器上下壓力面的導(dǎo)壓孔間距為0.5m)的管段，關(guān)閉集流器，在不同含油率下差壓傳感器的靜差壓響應(yīng)值與含油率的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖2所示。
 
　　由圖2可以看出，在含油率為75%時(shí)出現(xiàn)大的拐點(diǎn),可以認(rèn)為是分段線性。
3.3不同含油率下油水兩相流的流量與差壓流量計(jì)的響應(yīng)
　　固定節(jié)流孔(即出液孔)寬度為5mm，在油水兩相流時(shí)，打開集流器集流，改變總流量和含油率，差壓傳感器的響應(yīng)值如圖3所示。
 
　　由圖3可以看出，在不同總流量和不同的含油率時(shí)，都能清晰的找到差壓傳感器的響應(yīng)值。對(duì)于比較接近的響應(yīng)值，考慮實(shí)際測(cè)井時(shí)儀器精度的影響，可通過標(biāo)定的含油率靜差壓值區(qū)分開。
4結(jié)束語
1)利用差壓式流量計(jì)的測(cè)量原理，可正確測(cè)量油水兩相流的體積流量，且不受沾污、沙卡的影響。
2)對(duì)含油率的計(jì)算，因需要確定參數(shù)K的變化規(guī)律，需做油水兩相流不同含率下的詳實(shí)標(biāo)定工作。
3)對(duì)油氣水三相流的測(cè)量，由于在流動(dòng)過程中流型復(fù)雜、成分多變等原因，有待做更深人的理論研究和試驗(yàn)。

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