用于油水两相流流量测量的分流式电磁流量计

介绍了应用于油水两相流流量测量的分流式电磁流量计的结构及分流方法,并用分流式电磁流量计在油水两相流模拟井中进行了流量测量及标定实验。实验数据分析结果表明,分流式电磁流量计可以应用于高含水油水两相流的流量测量,与未采取分流设计的电磁流量计相比,采取分流测量的方法能有效地降低电磁流量计的流量测量下限,拓宽了含水率应用范围;采取分流设计后,低流量低含水时的仪器响应波动变小,流量测量相对误差变小,更有利于流量的测量。该研究为电磁流量计在油水两相流流量测量中的应用奠定了基础。     

电磁流量计测量水平井油水两相流量实验研究

为确定内流式电磁流量计在水平井中测量油水两相流流量的效果,采用集流的方式在油水两相流模拟井水平井中进行了流量测量及标定实验。实验结果表明,在集流的条件下,高流量、高含水率时,内流式电磁流量计的流量测量结果不受含水率变化的影响,并与清水中的标定结果无明显差别;流量较低时,用清水中的标定结果计算油水两相流流量误差大,可以采取分流的方法减小误差并拓宽流量测量下限。另外,目前的两电极电磁流量计在水平井中进行测量时,测量结果不受测量电极所处位置的影响。现场应用结果表明,可以采用集流式电磁流量计进行水平井油水两相流流量的测量,测量结果准确可靠。     

电磁法测量高含水油水两相流流量实验研究

用内流式电磁流量测井仪采用集流方式在油水两相流模拟井中进行了流量测量及标定实验.在集流的条件下高含水率时内流式电磁流量计的流量测量结果不受含水率变化的影响,并与清水中的标定结果无明显差别;在高流量高含水的垂直井中进行流量测量时,用该仪器在清水中的标定结果计算油水两相流中的测量流量,其误差在±5％以内.现场应用试验显示电...     

电磁流量测井仪在油水两相流中实验研究

应用内流式电磁流量测井仪在模拟井中进行了油水两相流流量的测量及标定实验,同时对仪器频率响应与含水率的关系以及实验数据的波动性进行分析.在不同含水率下随着流量的增大,仪器频率响应呈线性关系,频率响应值在清水值上下浮动.仪器频率响应的波动性随着含水率的降低而变大.实验证明在高流量、高含水的垂直井中进行流量测量时,用该仪器在清水中的标定结果计算油水两相流中的测量流量,其误差在±5％以内.模拟井实验表明电磁法在集流条件下可应用于测量高含水条件下的油水两相流流量.     

相关流量计水平条件下两相流实验效果分析

对用于水平模拟井动态实验的φ38 mm电导式相关流量计的流量测量原理及电路结构进行了简要介绍.重点介绍了该流量计在不同含水率、不同流量下的水平动态实验结果,并对实验结果进行了分析.结果表明,该仪器输出响应与流量存在很好的线性关系,当含水率60%以上时,受含水率的影响很小;在含水率70%的条件下,对该仪器的重复性进行了验证,验证结果是该仪器重复性误差不超过2%.     

高流速两相流下电磁流量计测量机理研究

油水两相流中存在非导电物质,对电磁流量计测量结果存在一定影响。在高流速下两相流的测量中,电磁流量计测量中却出现了与低流速时不同的测量结果,该现象在工业生产中一直未得到较满意的解释。介绍了电磁流量计的基本原理,分析了可能影响电磁流量计感应信号的因素。研究了非导电物质对电磁流量计权重函数分布情况的影响,对高流速两相流测量结果进行解释。仿真实验表明,在一定的含水率范围内,流体中的非导电物质半径较小时,对电磁流量计的权重函数影响很小。该研究结果可为两相流电磁流量生产测量提供一定的参考依据。     

基于分流法的电导含水率计的响应特性

为提高高含水、特高含水井中含水率测量的分辨率,设计了基于分流法的高分辨率电导含水率计.该仪器是在阻抗式含水率计的阻抗传感器内加入非导电分流管,通过分流部分流经阻抗传感器的水流量使阻抗传感器测量得到的混相值增大.与阻抗式含水率计相比,该仪器的相对响应值更小,扩大了不同含水率时仪器相对响应之间的距离,提高了仪器测量的分辨率.实验表明:分流管使该仪器在高含水条件下分辨率达到2％;当含水率大于80％或当含水率小于80％、流量大于20 m3/d时,可初步确定2％为仪器自身具有的分辨率.现场试验进一步验证了仪器的稳定性和重复性.     

中心管分流式含水率计数值模拟研究

为解决特高含水率下含水率计测量精度相对不高的问题,研发了中心管分流式含水率计。应用有限元分析软件模拟井筒采出液高含水、不同流动情况下在分流式含水率计内的持水率及含水率计进液口油水分布,并与室内实验结果进行比较。对比结果表明:油相主要以环状流形态进入分流式含水率计内部流动通道,RNG k-ε湍流模型适用于分流式含水率计内持水率的仿真计算,当含水率在80%以上,流量在10～60 m3/d时,持水率仿真结果与室内实验值最大相对误差仅3.03%,此结果为中心管分流式电导含水率计结构模型优化提供了参考依据。     

电导式相关流量测井仪在产出剖面测井中的应用

概述了电导式相关流量测井仪器的特点、技术指标、仪器结构及信号的传输方式.介绍了该仪器在大庆北区1口聚驱产出井与配接涡轮流量计仪器的对比结果,重点对电导式相关流量测井仪在大庆喇嘛甸油田的2口产出油井中的测井结果进行了分析.这2口井中,1口井的产出流体中的聚合物浓度非常高,粘度很大,沉淀物又很多,而另一口井的产出流体含砂严重,因此使得配接涡轮流量计的测井仪在这2口井中根本无法正常完成流量和含水率的测量.由于电导式相关流量测井仪采用同一电导传感器测量流量和含水率,仪器传感器无可动部件和阻流元件,可克服井内异物的影响,因此在这2口井中顺利完成测量,取得了完整的测井资料.     

分流式电导含水率计测量区域流场分布与实验比较

应用计算机流体力学软件FLUENT6.3对分流法电导含水率计进行数值模拟.利用仿真软件得到不同流量下仪器进液口附近流体速度矢量图、仪器测量区域油水分布图和高含水情况下持水率;对计算出的持水率结果与室内实验结果进行比较.油相主要沿进液口壁面进入测量区域,并在仪器测量区域内形成环状流;数值模拟计算出的持水率在高于l0m3/d流量下与室内实验结果基本吻合,该模拟结果为进一步利用数值模拟技术对分流法高分辨电导含水率计参数优化提供参考依据.     

井下集流式电磁流量计铁芯结构优化设计

电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律测量导电性液体体积流量的仪表,励磁铁芯的结构是影响流量测量的关键之一。利用ANSYS有限元仿真软件,在改变铁芯结构参数的情况下,对井下集流式电磁流量计内部磁场进行仿真;把得到的仿真数据用MATLAB数学计算工具进行处理,分析流量计流道内部的磁场,对磁场的各个评价指标进行综合的权衡,进而从理论上得到最优的铁芯结构参数。仿真结果以及数据分析结果表明,在铁芯的中心角为55°~56°左右时,磁场的各个评价指标都有较好的取值。     

分流式电导含水率计两相流流场数值模拟

分流比的大小为分流管截面积与分流管截面积、环形空间截面积和的比值.分流比是影响分流效果的关键之一.利用FLUENT有限元仿真软件,对分流20％、30％和40％三种分流比,分别在流量为80、60、40、20、15和10 m3/d,含水率为60％ ～ 98％的各个试验点进行了流场仿真.结果表明,分流方法应用于电导含水率计是可行的；分流式电导含水率计在特高含水时,分辨率依然明显；分流比为30％时,分流式电导含水率计的分流效果最佳.     

分流式差压流量计的研制

分流式差压流量计是用测量水平分流流体形成的差压,来实现流量测量的。该流量计是由分流式差压流量变送器、电容式差压变送器和流量积算仪三部分所组成。经室内和现场应用试验表明,该流量计的计量精度均在±1.5％以内,达到了国家标准所规定的指标。这种流量计的测量机构,即“分流式差压流量变送器”既无插入部件又无可动部件,不会产生磨损,故而计量性能十分稳定。     

气相介入对伞集流涡轮流量计及阻抗含水率计响应影响

针对油气水三相流条件下产液剖面测井问题,在大庆油田多相流模拟实验装置上进行三相流条件下阻抗式含水率计的响应规律实验,考察气相介入对伞集流涡轮流量计及阻抗式含水率计流量和含水率测量的影响,得到油气水三相流情况下涡流流量计及阻抗含水率传感器的响应特性。实验结果表明,气相介入对伞集流涡轮流量计及阻抗含水率计测量液相流量和含水率有较大影响,使流量测量值偏高,含水率测量值偏低;液相流量越低,二者测量值误差越大。给出了2口井现场测井实例,为现场测井工程师在生产测井中产气井的测试提供借鉴。为进一步提高油气水三相流条件下的产出剖面测井质量提出了建议。     

智能配注井井下监测电磁流量计的设计及应用

针对目前油田分层配注井注入量的监测需求,研制一种基于电磁感应原理的电磁流量计,该流量计可长期置于油田智能配注井,进行注入量测量.介绍仪器工作原理、结构设计及仪器技术指标.室内实验表明,智能配注井井下电磁流量计在清水中标定具有很好的线性响应,仪器输出稳定,重复性好,测量结果准确.现场试验表明,应用电磁流量计进行智能配注井配注量监测,测试精度高,测量结果准确可靠,可真实反应井下注入情况,可以长期置于井下进行流量监测,能够满足测试需求.     

基于FLUENT的分流法电导含水率计不同的湍流模型仿真与实验比较

采用计算机流体力学软件FLUENT6.3的六种湍流模型对分流法电导含水率计进行比较,得到不同湍流模型下不同流量下测量段的持水率和仪器测量区域油水分布图,并对测量段内持水率结果与室内实验结果相比较。结果表明：1）油相主要沿进液口壁面进入测量区域,并在仪器测量区域内形成环状流;2）采用RNG k-ε湍流模型模拟得到测量段持水率相对误差小于3%。此模拟结果为进一步利用数值模拟技术对分流法电导含水率计参数优化提供了参考依据。     

注聚井中电磁流量计测量特性分析

基于计算流体动力学技术,计算了仪器与油管环形测量区域内聚合物溶液流速剖面分布;采用有限元方法,得到了四电极电磁流量计磁场分布,在确定流量计权重函数分布情况下,从理论上考察了清水与聚合物溶液流体分布条件下四电极电磁流量计响应输出特性。根据实验测量结果,从理论上解释了清水与聚合物溶液中仪器响应产生差别的原因。此外,还考察了流场中存在铁磁性悬浮物颗粒及仪器倾斜因素对仪器响应输出的影响,为注聚井中四电极电磁流量计流量测量精度改进提供了理论依据,采用流场及磁场有限元分析技术,有助于提高电磁流量计测量特性。     

电导相关流量测井仪的现场应用

电导式相关流量测井仪主要用于井下油/水两相流含水率和流量的测量.该仪器通过确定流过传感器的流体的油水混合相电导率与其中水相电导率之比来获得含水率;通过相关运算确定流动噪声信号通过电导传感器中的上、下游传感器的渡越时间来确定流量.介绍了电导相关流量测井仪的传感器结构、仪器结构和工作原理.介绍了该测井仪流量测量部分的地面采集处理软硬件模块.给出了该测井仪的室内动态实验结果及现场应用效果.该测井仪的特点是流量测量范围较宽和过流测量含水率,但该仪器传感器必须在水为连续相条件下工作,因此,仪器工作范围限于持水率为50%～100%,是井下多相流测量的一种无可动部件、采用同一传感器测量流量及含水率的新型仪器.     

分流式差压流量计的研制

分流式差压流量计是用测量水平分流流体形成的差压，来实现流量测量的。该流量计是由分流式差压流量变送器，电容式差压变送器和流量积算仪三部分所组成。经室内和现场应用试验表明，该流量计的计量精度均在±１．５％以内，达到了国家标准所规定的指标。这种流量计的测量机构，即“分流式差压流量这送器”既无插入部件又无可动部件，不会产生磨损，故而计量性能十分稳定。     

采油井井下涡街流量计的研制与试验研究

针对油井分层监测与开采过程中的井下充分混合的油水两相介质流量测量问题,研制了一种基于卡门涡街原理的采油井井下涡街流量计。搭建了地面测试系统对其工作性能进行试验,首先利用清水介质对流量计进行标定,然后探究流量计在充分混合的油水两相介质中的测量精度。试验研究发现,涡街流量计在充分混合的油水两相介质中的流量测量值略低于实际流量;在相同流量下,降低两相介质的含水率会导致涡街流量计的旋涡脱落频率降低;此外,大流量工作状态下,环境振动对测量结果的影响被减弱。与采油井井下流量的测试需求相对照,研制的涡街流量计能够在清水标定、不需额外修正的情况下,完成采油井井下充分混合的油水两相介质的流量测量。