摘要(yao)：針對油氣(qi)水三相流(liu)條件下産(chan)液剖面測(ce)井問題♉，在(zai)油田多🏃‍♂️相(xiang)流模拟實(shi)驗裝置上(shang)進行三相(xiang)流條♉件下(xia)阻抗式含(han)水率🔱計的(de)響應規律(lü)實驗，考察(cha)氣相介入(ru)對傘集流(liu)渦輪流量(liang)計 及阻抗(kang)式含水率(lü)計流量和(he)含水率測(ce)量的影響(xiang)，得到油🐇氣(qi)水三相流(liu)情況下渦(wo)輪流量計(ji)及阻抗含(han)水🛀🏻率傳感(gan)器的響應(ying)特♉性。實驗(yan)結果表明(ming)，氣相介入(ru)對傘集流(liu)⭐渦輪流量(liang)計及阻抗(kang)含🧡水率計(ji)測量液相(xiang)流量和含(han)水率有較(jiao)大影響，使(shi)流量測量(liang)值🤞偏高，含(han)水⁉️率測量(liang)值偏低；液(ye)相流量越(yue)低，二者測(ce)量值誤差(cha)越🈲大。給出(chu)了2口井現(xian)場測井實(shi)例👌，爲現場(chang)測井工💘程(cheng)師在生産(chan)測💘井中産(chan)氣井的🚩測(ce)試提供借(jie)鑒。爲進一(yi)步提高油(you)氣水三相(xiang)流條件下(xia)的産出剖(pou)面💔測井質(zhi)量提出了(le)建議。
0引言(yan)　
　　油田目前(qian)處于高含(han)水開發期(qi)，油井中油(you)氣水三相(xiang)流現象普(pu)遍🧑🏽‍🤝‍🧑🏻。對于油(you)水兩相來(lai)說，已有成(cheng)熟的産液(ye)剖面的測(ce)量技術，阻(zu)抗式産液(ye)剖面測井(jing)儀已在産(chan)液剖面測(ce)井中👉廣泛(fan)應用，并獲(huo)得了良⁉️好(hao)的效果。該(gai)儀器在水(shui)爲連續相(xiang)的高含水(shui)油水兩相(xiang)流産出剖(pou)面測量中(zhong)，能正确測(ce)量流量及(ji)含水率，具(ju)有很好的(de)重複性、一(yi)緻性，能提(ti)供可靠的(de)産液信息(xi)。對于油氣(qi)水三相流(liu)🌏，由于氣✉️液(ye)之間密度(du)差異大，氣(qi)泡的表面(mian)💯張😄力大等(deng)因素的影(ying)響，導緻氣(qi)液混合不(bu)✊均勻，油氣(qi)水三相流(liu)體的流型(xing)、流态複雜(za)，對産液剖(pou)面測井儀(yi)器的測量(liang)結果造成(cheng)了複雜的(de)影響，對産(chan)🙇‍♀️液情況的(de)👨‍❤️‍👨準确了解(jie)造成了困(kun)難。油田采(cai)用集流式(shi)流量計和(he)放射性密(mi)度計組合(he)測量♻️三相(xiang)流。基于傘(san)集流渦輪(lun)流量計與(yu)放射性密(mi)度－持水率(lü)計組合儀(yi)在油氣水(shui)三相流模(mo)拟實驗裝(zhuang)置中的動(dong)态試驗結(jie)果，建立了(le)三相流渦(wo)輪流量計(ji)統計測量(liang)🍓模型。近年(nian)來，陸續研(yan)發了光纖(xian)持📱氣率計(ji)［4］、低産液三(san)相流測井(jing)儀［5］等新方(fang)☎️法和儀器(qi)。光纖持氣(qi)率計通過(guo)測量三相(xiang)總流量、持(chi)♋水率和持(chi)氣率，結合(he)溫度、壓力(li)，采用解釋(shi)模型獲得(de)油氣水的(de)分相流量(liang)。低産液三(san)相流測井(jing)儀受流量(liang)⭐和含水率(lü)測量範圍(wei)的影響隻(zhi)能在流量(liang)較低的低(di)産液井中(zhong)部分應用(yong)。這些工作(zuo)并沒有研(yan)究氣體對(dui)兩相流測(ce)井儀器的(de)定量影響(xiang)。
　　本文在油(you)田多相流(liu)模拟實驗(yan)裝置上采(cai)用阻抗式(shi)含水率㊙️計(ji)在油氣水(shui)三相流條(tiao)件下進行(hang)室内動态(tai)實驗，得到(dao)油氣水三(san)相流情況(kuang)下渦輪流(liu)量計及阻(zu)抗含水率(lü)傳感器的(de)響應特性(xing)🏃‍♀️，定量分🤟析(xi)評價了氣(qi)相對流量(liang)和含水率(lü)測量的影(ying)響，并結合(he)現場測井(jing)實例，爲現(xian)場🔞測井工(gong)程師在生(sheng)産測井中(zhong)産氣井測(ce)🐉試提供借(jie)鑒。
1實驗條(tiao)件及實驗(yan)方案
　　實驗(yan)在油田多(duo)相流實驗(yan)室油氣水(shui)三相流模(mo)拟井🈲中進(jin)行🐆。透明有(you)機玻璃井(jing)筒内徑爲(wei)125ｍｍ，實驗介質(zhi)爲自來水(shui)🥵、柴油和壓(ya)👈縮空♉氣。實(shi)驗儀器采(cai)用阻抗式(shi)産液剖面(mian)測井儀。儀(yi)器自下向(xiang)上依🌈次爲(wei)傘式集流(liu)器、渦😘輪流(liu)量計和阻(zu)抗式含水(shui)率傳感器(qi)，渦輪流量(liang)計及阻抗(kang)傳感器内(nei)徑爲19ｍｍ。傘式(shi)集流器具(ju)有16根金屬(shu)傘筋🛀，傘布(bu)采用高強(qiang)度薄織料(liao)，集流傘撐(cheng)開後能夠(gou)将内徑爲(wei)125ｍｍ的井筒密(mi)封，使待測(ce)♋的油氣水(shui)混合流體(ti)被集流🆚傘(san)集流後從(cong)集流🌈傘下(xia)方的進液(ye)口流入測(ce)量通道。阻(zu)抗式含水(shui)率傳感器(qi)和渦輪流(liu)量計依次(ci)安裝在集(ji)流傘上部(bu)，油氣水混(hun)😘合流體流(liu)經渦輪流(liu)量計測量(liang)流量，再流(liu)經阻抗式(shi)🛀🏻含😍水率傳(chuan)感器測量(liang)含水率，然(ran)後由出液(ye)口流回到(dao)井筒📞。
　　根據(ju)儀器的工(gong)作原理及(ji)儀器結構(gou)等條件，實(shi)驗時氣🈚體(ti)流量設置(zhi)分别爲0、1、3、5m3/d；油(you)水液相流(liu)量範圍爲(wei)3～60m3/d，流量💜調節(jie)分别爲3、5、10、20、40、60m3/d，含(han)水率調節(jie)範圍50％～100％。實驗(yan)中，先固定(ding)某一氣體(ti)流量，待氣(qi)體流量穩(wen)定後調節(jie)油水兩相(xiang)含水☂️率，流(liu)動穩定後(hou)，進行測量(liang)。
2多相流模(mo)拟井中的(de)實驗及分(fen)析
2.1氣體對(dui)渦輪流量(liang)計流量測(ce)量的影響(xiang)
　　爲考察氣(qi)體對渦輪(lun)流量計流(liu)量測量的(de)影響，在油(you)氣🏃‍♂️水💞三相(xiang)流中不同(tong)氣相流量(liang)下對渦輪(lun)流量計進(jin)行了動态(tai)實驗标定(ding)。實驗🌍時添(tian)加的氣體(ti)流量分别(bie)爲1、3、5m3/d，油水液(ye)相流量範(fan)圍3～60m3/d，含水率(lü)調節範圍(wei)50％～100％。
　　圖1氣體流(liu)量分别爲(wei)1、3、5m3/d時标定的(de)渦輪流量(liang)計在油氣(qi)水三相📧流(liu)中的響應(ying)圖版。液相(xiang)含水率從(cong)100％逐漸遞減(jian)變化到50％，便(bian)于對👣比增(zeng)加了🤟清水(shui)中标定的(de)渦輪曲線(xian)，即氣體流(liu)量爲0m3/d時的(de)渦輪曲線(xian)。

（1）當加(jia)入氣體流(liu)量1m3/d時，液相(xiang)流量在10m3/d以(yi)上時，渦輪(lun)響應♻️與液(ye)相流🛀🏻量呈(cheng)線性關系(xi)；由于加入(ru)的氣體較(jiao)少，渦輪響(xiang)應頻率略(lue)高于沒有(you)加入氣體(ti)時清水中(zhong)渦輪的響(xiang)應；但在液(ye)相流量10m3/d以(yi)下時🙇‍♀️，随持(chi)氣率增加(jia)，渦輪♉響應(ying)明顯高于(yu)清水中的(de)渦輪響應(ying)，測量流量(liang)明顯高于(yu)标準流量(liang)，産生了較(jiao)大測量誤(wu)差［見圖1（ａ）］。
（2）當(dang)加入氣體(ti)流量3m3/d時，渦(wo)輪響應頻(pin)率明顯高(gao)于沒有加(jia)入氣體時(shi)💚清水中渦(wo)輪的響應(ying)頻率。當加(jia)入氣體後(hou)，渦輪在低(di)液量和高(gao)液💜量時有(you)不同的規(gui)律，在液相(xiang)流量高于(yu)10m3/d時，渦輪響(xiang)應與液相(xiang)流量呈線(xian)性關系⁉️。而(er)在低液🌈量(liang)下（液相流(liu)量10m3/d以下），渦(wo)輪響應與(yu)液相流量(liang)呈非線性(xing)關系。此時(shi)，渦輪響應(ying)遠遠高于(yu)相對應💛的(de)液相流量(liang)，随液相流(liu)量增加，渦(wo)輪響應增(zeng)加緩慢，幾(ji)乎呈一✌️個(ge)平的台階(jie)，渦輪對液(ye)相流量失(shi)去了分辨(bian)能力，說明(ming)渦輪流量(liang)計在産氣(qi)情況下測(ce)量低液相(xiang)流量時會(hui)有較大誤(wu)差［見圖1（ｂ）］。
（3）加(jia)入氣體流(liu)量5m3/d時渦輪(lun)響應與加(jia)入氣體3m3/d時(shi)的響應規(gui)律一緻，渦(wo)🥰輪響應要(yao)明顯高于(yu)清水和加(jia)入3m3/d氣體時(shi)的響應，測(ce)量流量明(ming)顯偏高，渦(wo)輪流量計(ji)受氣體影(ying)響更☀️爲嚴(yan)重［見圖1（ｃ）］。
（4）液(ye)相含水率(lü)從100％變化到(dao)50％時，不同含(han)水率下的(de)渦輪響應(ying)💋曲線近于(yu)重合，即渦(wo)輪受油水(shui)兩相含水(shui)率變化影(ying)響較小🔞，氣(qi)體⁉️則是影(ying)響渦輪響(xiang)應明顯偏(pian)高的主😍要(yao)因素。
　　利用(yong)清水中渦(wo)輪的刻度(du)方程計算(suan)加入不同(tong)氣體流量(liang)後渦輪🔴響(xiang)應頻率所(suo)對應的流(liu)量，即爲加(jia)入氣♉體後(hou)的測🏃🏻量流(liu)量，與标準(zhun)流量之比(bi)得到相對(dui)誤差。計算(suan)結果表明(ming)，氣體對液(ye)相流量的(de)測✨量産生(sheng)了較大的(de)誤差，隻有(you)流量較高(gao)、氣量較低(di)的測點相(xiang)對誤差在(zai)10％以内，其他(ta)測點的相(xiang)對誤差均(jun)大💚于10％。尤其(qi)在液相流(liu)量較低、持(chi)氣率較高(gao)時，受氣相(xiang)影響尤爲(wei)嚴重。液相(xiang)流量5m3/d時相(xiang)對測量誤(wu)差最大可(ke)達135％，液相流(liu)量3m3/d時相對(dui)測量誤差(cha)最大可達(da)300％。因此，現場(chang)測井時液(ye)相流量越(yue)低，持氣率(lü)越大，氣🌈體(ti)對流量産(chan)生的測量(liang)⭐誤差🐆越大(da)。
2.2氣體對阻(zu)抗含水率(lü)計含水率(lü)測量的影(ying)響
　　爲考察(cha)氣體對阻(zu)抗式含水(shui)率計含水(shui)率測量的(de)影響，在油(you)氣水三相(xiang)流中不同(tong)氣相流量(liang)下對阻抗(kang)含水率計(ji)進✉️行了動(dong)态實驗标(biao)定。實驗時(shi)氣體流量(liang)分别爲1、3、5m3/d，油(you)水液相🔞流(liu)量範圍爲(wei)3～40m3/d，含水率調(diao)節範圍50％～100％。圖(tu)2爲加入氣(qi)體💔流量1、3、5m3/d時(shi)标定的阻(zu)抗含水率(lü)計在油氣(qi)水三相流(liu)中的響應(ying)圖版。
（1）加入(ru)氣體流量(liang)1m3/d，當液相流(liu)量較高時(shi)儀器含水(shui)率響應略(lue)低于未加(jia)入氣體時(shi)的含水率(lü)響應，受氣(qi)體影🈲響小(xiao)；但在液相(xiang)♈流量較低(di)（10m3/d以下）、含水(shui)率較高（80％）時(shi)，含水率響(xiang)應明顯降(jiang)低，測量含(han)水偏低，受(shou)氣體影響(xiang)嚴重🚶，産生(sheng)了較大的(de)測量誤差(cha)［見圖2（ａ）］。
（2）加入(ru)氣體流量(liang)3、5m3/d時，與未加(jia)入氣體的(de)含水率圖(tu)版對比，加(jia)入氣體後(hou)相對應的(de)含水率響(xiang)應明顯降(jiang)低，測量的(de)含水率明(ming)顯低于标(biao)🔞準含水率(lü)。氣流量5m3/d的(de)含水🌏率響(xiang)應明顯低(di)于氣流🔞量(liang)3m3/d時的含水(shui)率響應。尤(you)其是在低(di)流量、高含(han)水時，氣體(ti)對含水率(lü)測量影響(xiang)尤爲🔱嚴重(zhong)，液相流量(liang)越低含水(shui)率響應偏(pian)差越大；氣(qi)體流量越(yue)高，含水率(lü)測量偏差(cha)越大［見圖(tu)2（ｂ）、（ｃ）］。

　　計算加入(ru)氣體後的(de)含水率測(ce)量誤差，誤(wu)差計算結(jie)果表明，加(jia)入氣體後(hou)含水率測(ce)量誤差較(jiao)大，液相流(liu)量越低含(han)💔水率測量(liang)誤差越大(da)，最大測量(liang)誤差達到(dao)30％。根據阻抗(kang)式含水率(lü)計的測量(liang)原理，含水(shui)率傳感器(qi)🤞測量油水(shui)㊙️混合相電(dian)導率與其(qi)中純水相(xiang)電導率之(zhi)比确定含(han)水率。由于(yu)氣相爲非(fei)導電相，當(dang)加入一定(ding)量氣體時(shi)，待測流體(ti)的混合電(dian)導率降低(di)，測量含水(shui)率降低；液(ye)相流量越(yue)低，氣體所(suo)占比例越(yue)大，測量含(han)水率誤差(cha)越大。
3現場(chang)測井
　　Ｔ－××－××1井是(shi)油田采油(you)五廠1口水(shui)驅産出井(jing)，采用阻抗(kang)式含🐇水🧑🏽‍🤝‍🧑🏻率(lü)計⛹🏻‍♀️在該井(jing)進行了測(ce)試。圖3、圖4分(fen)别爲測點(dian)深度1097.3ｍ測量(liang)的流量及(ji)混相值曲(qu)線圖。2ｍｉｎ的采(cai)樣時間内(nei)，流量✉️及混(hun)相值曲線(xian)波動劇烈(lie)，明顯💁受井(jing)下産氣影(ying)響，進行平(ping)均值🈲計算(suan)時隻能取(qu)後半段較(jiao)平穩🏃‍♂️的數(shu)據，因🔱此，測(ce)試時需延(yan)長測量時(shi)間。錄取不(bu)同範圍數(shu)值時👉流量(liang)及含水🌈率(lü)測量差值(zhi)較大，流量(liang)平穩段爲(wei)14.81m3/d，高值時達(da)到23.52m3/d；取不同(tong)測量段的(de)💯混相值時(shi)測量含水(shui)率最大相(xiang)差12％。重複測(ce)量得到了(le)相同的測(ce)量🚶結果。由(you)此可見，氣(qi)體對流量(liang)及含水率(lü)測量産生(sheng)了非常大(da)的測量誤(wu)差。
　　Ｂ2－××－××2井是油(you)田采油一(yi)廠1口水驅(qu)産出井，該(gai)井井口計(ji)量産液51.72m3/d，取(qu)樣化驗含(han)水率81.8％。采用(yong)阻抗式含(han)水率計在(zai)該井進行(hang)了測試，圖(tu)5爲第1測🌏點(dian)深度1068ｍ測量(liang)的流量及(ji)混相值曲(qu)線圖。圖5的(de)流量曲線(xian)表明，流量(liang)曲線受氣(qi)體影響較(jiao)大，測量流(liu)量波動較(jiao)大🛀🏻，在25～98m3/d之間(jian)波🌏動，平均(jun)值☁️爲58.6m3/d；混相(xiang)值波📐動也(ye)很大，在280～640Ｈｚ之(zhi)間劇烈波(bo)動，平均值(zhi)圖5第1測點(dian)1068ｍ處流量🐉曲(qu)線和混相(xiang)值曲線388Ｈｚ。該(gai)井測量流(liu)量爲65.8m3/d，測量(liang)含水爲51.3％，受(shou)井下産氣(qi)影響明顯(xian)，測量流量(liang)明顯高于(yu)井口計量(liang)流量，測量(liang)含水率明(ming)顯🤟低于化(hua)驗含水率(lü)。同💔時，在該(gai)井測井時(shi)，使用了儀(yi)器上裝有(you)氣體分離(li)器的阻抗(kang)式含水率(lü)計在該井(jing)進行測試(shi)，第🥰1測點的(de)流量及混(hun)相值曲線(xian)☁️見圖6。由于(yu)氣體分離(li)器将氣體(ti)分離，未進(jin)入測量通(tong)道，減小了(le)氣體對測(ce)量傳感器(qi)的影響，測(ce)量的流量(liang)及混相值(zhi)曲🙇‍♀️線波動(dong)明顯減少(shao)，流量波動(dong)爲36～78m3/d，平均值(zhi)爲55m3/d；混相值(zhi)波動爲211～288Ｈｚ，平(ping)🔞均值爲228Ｈｚ。測(ce)量流量爲(wei)54.8m3/d，測量含水(shui)率爲80.4％，與井(jing)口計量非(fei)常接近。對(dui)比測😍量結(jie)果表明，氣(qi)體對流量(liang)及🍓含水率(lü)測量造成(cheng)了非常大(da)的測量誤(wu)差，已不能(neng)進行準确(que)測量。




4結論(lun)及建議
（1）産(chan)氣井中使(shi)用兩相流(liu)儀器測量(liang)流量普遍(bian)偏高，氣體(ti)對流量🈲測(ce)量産生的(de)相對誤差(cha)普遍大于(yu)10％；液相流量(liang)較☔低時，受(shou)氣相影響(xiang)尤爲嚴重(zhong)，液相流量(liang)5m3/d時相對測(ce)量誤⭐差最(zui)大可達135％。在(zai)現場測井(jing)液相🏃🏻流量(liang)越低，持🤩氣(qi)率越大時(shi)，氣體對流(liu)量産生㊙️的(de)測量誤差(cha)越大。
（2）産氣(qi)井中測量(liang)含水率普(pu)遍偏低，氣(qi)體對含水(shui)率測量🏃‍♂️産(chan)生了較大(da)的測量誤(wu)差，液相流(liu)量越低，持(chi)氣率越大(da)時，含水率(lü)🐆測量誤差(cha)🌈越大，最大(da)測量誤差(cha)達到30％。
（3）爲進(jin)一步提高(gao)油氣水三(san)相流條件(jian)下的産出(chu)剖面測井(jing)質量，開發(fa)安全、環保(bao)、可靠的三(san)相流測井(jing)技術是當(dang)務之🔴急。一(yi)方面研究(jiu)基于光纖(xian)持氣率計(ji)、渦輪流量(liang)計及阻抗(kang)含水率計(ji)多傳感器(qi)組合的測(ce)量方法和(he)解釋方法(fa)；另一方面(mian)研究氣相(xiang)分流的工(gong)藝，将🧑🏽‍🤝‍🧑🏻三相(xiang)流問題簡(jian)化爲兩相(xiang)流問題，采(cai)用兩相流(liu)的技術解(jie)決問題。

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