多相流计量技术在油井中的应用探讨

多相流计量技术在油井中的应用探讨

摘要：随着社会的发展，石油和天然气变得越来越重要，油-气-水多相流计量技术在油井中也具备越来越重要的地位。本文根据实践经验对油-气-水多相流计量技术在油井中的应用进行了具体的分析，阐述了多相流计量技术在国家能源开发战略的重要意义，以期对多相流计量技术在油井中的推广应用提供有力的技术支撑。

关键词：多相流计量技术；油井；应用；分析

1引言

随着石油工业和现代的不断发展，石油产地已经从较容易开发的内陆地区向海洋地区发展，我国目前的自主水深钻井能力大约在五百米到一千五百米之间，但水下的油气工程设备只能达到一百五十米左右，在海洋油气资源开发过程中，需要有海洋工程设备的跟进，而且水深的增加需要更多的水下生产作业。因此，水下装备中的输油管线、水下设备控制系统，气液分离器、管汇平台等就变得越来越重要，而在钻探和开采过程中最为重要的问题是面对复杂流体的多相流问题。发展油-气-水多相流计量技术是海洋油气开发过程中不可或缺的一项重要技术。本文根据自身的实践经验和理论研究，对多相流计量技术进行了详细的论述，并对其在海洋油井中的应用进行了具体的探讨，为多相流技术在海洋油井中的应用提供了有力的技术支撑。

2 多相流计量技术在油井中的应用探讨

2.1多相流计量技术简介

多相流计量技术是指安装在水下管线汇集平台的各个管线节点上，用于计量每一个子油田油井口产出油流量，并监控流体的流型、液压、水含量、气体比例、气泡位置、流速、液温等参数，从而为水下设备的安全提供有效的数据。在实际应用中，油-气-水多相流是一个多变量的随机过程，其参数复杂多变，测量困难，主要表现在以下四个方面：（1）特征参数多，如流速、气液比、水含量、压力等；（2）特征参数无规律变化，流动过程中含水率、含气率等瞬间变化且没有规律；（3）特征参数变化复杂，流体黏度、密度、物理参数等变化复杂；（4）液体流型变化复杂。这些因素都给多相流计量技术带来了极大地挑战。

2.2多相流计量技术的优势浅析

在传统的油井计量中，通常是将，每一个油井的日采油的初步计量，并测定油质属性的参数，然后基于这些参数对采油设计进行合理的调整和修正，这样的测试无法满足油井设备调节的及时性，同时也无法了解准确的油、气、水的流量，而采用传统的三相分离器测量准确参数不仅需要较大的场地，还需要较长的时间，这些海上平台都无法满足。

多相流计量技术可以实现实时计量管线上油、气、水多相流参数，最后输出油-气-水三相的瞬时流量和累计流量以及含水率、含气率、汽油比、流速、压力等过程参数的瞬时值和累计平均值。这些参数不尽可以满足度每一口油井的实时监控，还对油气的生产管理需求提供有力的数据支撑。与传统的油气分离计量技术相比，多相流计量技术拥有以下优势：（1）取代了传统设备中测试井管线。将多相流计量设备安装在水下管线的汇集处，省掉体积庞大的三相分离器，同时可以实现对不同油井的分量计量，这样不仅可以省下大量的成本，还可以获得实时准确的数据；（2）节省空间。安装管线的接口处，不需要占地面积，节省了海上平台的大量空间；（3）无需对流体分量，就可以获得准确的数据。不需要对流体进行分离就可以获得油、气、水的准确数据，从而可以更精确的评估油井的生产状况，做出更合理的管理决策；（4）可以大规模降低工程建设周期、减少操作人员，降低一次性投资费用和维护费用，同时多相流计量计可以重复多次使用。

2.3 多相流计量技术在油井中的应用探讨

多相流计量技术在油井中的应用非常广泛，本文根据实践经验对其主要应用的几个方面进行具体的分析：（1）多相流在线计量和多油井的优化管理。由前文的分析可以得知，多相

流计量计可以取代传统的分离器式的测试井，安装在水下汇聚平台，代替压力计、温度计、含盐率传感器等，同时可以监测原油流量、产出水、井间压力、温度等，对油井的生产管理提供技术参数，实现生产管理的优化；（2）三相混相远距离输送。随着深水石油的开发，油气水多相混输具有非常明显的经济和社会效益，但远距离混输流动特性变化复杂，需要实时监测各个管段的流体状态，多相流计量技术的出现为远距离多相混输提供了有力的技术支撑；（3）湿气计量。当流体中的含气率超过95%时，流体属于湿气，湿气多相流型状态非常不稳定，如段塞流和环状流的互相转换，这种湿气传统方法很难计量，采用多相流计量技术可以进行精确测量；（4）水下分离器。当水下的油藏压力不足时，需要使用泵将油气水的混合物抽出，水下分离器分离前后的流体状态可以通过多相流计量计实时测量，不仅可以提高水下分离器的工作效率，还可以降低管道形成水合物堵塞的风险；（5）整流器油水混合分析。当多相流管道内出现较大的段塞流时，混合物的密度、流型随机发生变化，容易出现压降、流速不均等问题，不仅会影响管线的安全运行，同时会降低流体的计量精度，这种情况下需要安装整流器对气、液进行均匀混合，采用多相流计量计可以测定混合前后的液体状态，分析液体混合的效果，为整流器的调整提供依据。

3 结论

油-气-水多相流计量技术在油井开采，油气是水下油井开采中具有非常大的优势，不仅可以减少设备的铺设，降低工程成本，减小工程风险，还可以实时测量每一口油井的产出以及管道运输过程中的油气状态，为油气开采提供了流量计量、储量分析、生产分析以及安全监管等方面的数据，多相流计量技术未来必然得到更为广泛的应用。

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