低流速油气水三相流气相预分离方法研究

发布时间：2020-04-10 10:24

【摘要】：我国陆地多数油田已进入中晚期石油开采阶段。由于长期注水开采和油层低渗低产的特点,油井内呈现三相流、高含水的特点。研究油气水三相流相含率测量方法对改善油井生产特性及优化油藏管理具有重要意义。气相是影响三相流流型的一个重要因素。传统的多相流测量技术中没有成熟的三相流测量方法,其油气水分相流量测量误差较大。通过实验发现,采用流型调整的方对改善测量效果有非常积极的影响。本课题针对气液预分离器对油气水三相流进行气液预分离的方法进行研究,在油气水三相流相含率测量中,调整流体的流型,从而提高三相流相含率测量的流量范围和测量精度。本课题通过气液预分离器对油气水三相流进行气液预分离,将大部分气体分离,减少了气体对下游的多相流量测量装置的干扰。在下游的油气水三相流相含率测量中,调整流体的流型,从而提高三相流相含率测量的流量上限和测量精度。基于油田现场的油气水流量范围,研究气相预分离的方法,以保证油水流量的测量精度,采用数值模拟的方法,对所采用的参数进行验证,进行了多组不同流量的仿真实验,结果表明,气液分离器的分气效率均达到96%以上。优化了设计参数,确定了气液预分离器的尺寸。在数值模拟研究的基础之上,基于现场实验环境设计了气液预分离器,在大庆油田多相流实验装置上,将气液分离器与流型调控的油气水三相流测量装置相结合进行了实验研究。在实验介质为柴油、自来水和空气的条件下,先后进行了气水两相流、油气水三相流实验,证实了气液分离器在气相流量40 m3/d,气液总流量90 m3/d范围内可实现有效的气液分离,为下游的流型调控的三相流测量装置提供了良好的测试环境,改善了油水分相流量的测量效果,测量的油水流量与多相流装置提供的标准流量有良好的线性关系。本课题研究为低流速油气水三相流测量提供了新的方法,其方法适用于国内的高含水油田的油气水计量,可以提供准确的油井的生产数据,有助于改善油井生产特性,保证采油设备安全高效,并优化油藏管理,实现油田的经济有效开发。
【图文】：

[27]。图2.1 实验装置装置示意图本设计根据流体的化学性质、物理性质的不同完成对三相流的分相、分时和分流测量。选取空气、水、-35号柴油做三相流测量实验。测量装置结构如图2.1所示，混合流体从进液孔进入罐体，液体从出液孔流出，气体从罐体顶端出气孔排出。罐体中有个浮子，浮子受液体浮力上下垂直运动，向上时可堵塞出气孔，，向下时出气孔打开，将气液两相流中的大部分气体分离出去。当油气水三相混合流体自进液口流入分离器，由于各相密度的不同，借助于重力分离作用，水、油、气分别在分离器的下部、中部和上部积累，随时间累积将自上而下形成气层-油层-水层的分层流动结构。当流体充满缓冲器时，通过传感器判断下方出液口缓缓流出的流体。通过传感器组分别对水-油水-油气水进行识别

负责将电信号调理至适合数据卡，数据采集卡采集电信号并通过USB传输至上位机。National Instruments USB-6210数据采集板与上位机LabVIEW虚拟仪器共同组成的数据采集端如图2.3实时采集光纤、电阻抗传感器和涡轮流量计传出的数据，根据测量到气体和液体累积时间可推算油气水流量[31]。图2.2 数据采集系统原理图图2.3 数据采集系统2.2 测量所使用的传感器2.2.1 压差密度传感器压差测量法具有准确度高，成本低廉等特点，测量器件一般采用文丘里管或孔板。压差密度计可以克服两相流多变的流动形态，不受流体流态的影响，所以具有两相流测量含率准确性高的特点[32]。压差密度计工作原理：管段上取两个测压点安装压差传感器，由于流体流动产生的界面变化，使两个测量点之间产生压力信号，所以可通过压差传感温度传感器压力传感器阻抗传感器光纤传感器信号调理模块数据采集卡USB上位机
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE355

【参考文献】

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本文编号：2622112