[发明专利]气液分离式低产液三相流测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及油田生产测井领域，尤其是一种气液分离式低产液三相流测量方法。

背景技术

国内三类油藏的油井均为低产液油井，单井产液一般介于1～5m3/d，含水50％左右或更低，并且普遍伴有脱气现象，因此油井内是油、气、水相并存，同时低产液井的另一特征是各相的产液不稳定，甚至是间歇产液，因此，产液量经常达不到用来测量产液量的涡轮流量计的启动流量，而使测量结果不准确；而且该类井产液中常伴有出沙现象，以涡轮流量计为代表的具有转动部件的流量计常出现沙卡现象，使流量计损坏、不能测量。对于低产液井的流体状态，传统的采用单一流量计及含水等的测量方法不能实现对油、气、水三相的正确测量，目前尽管有一些新的技术方法，比如超声波多普勒、光纤探针等方法，其中超声多普勒法用于三相流测量，是基于油泡和气泡在水中的滑脱速度差异进行油气区分，但由于超声波束与泡体表面的反射角度在一个较大范围内变化，波束在油泡表面和气泡表面的反射波频率是一个较宽的频带，并且二则存在较大重叠，因此该方法不能对油和气做出清晰区分，从而导致测量结果不准确。光纤探针法是依据气相与油水相的密度差异实现对气相区分，但光纤探针法是基于可见光条件，井下原油粘度、成分复杂，探针被原油粘附后便失去工作能力。因此上述方法还未能得到实际应用。

发明内容

为了克服现有的低产液井油、气、水三相流量测量结果不准确的不足，本发明提供一种气液分离式低产液三相流测量方法，该方法通过气液分离，对物性显著差异的气相和液相分别测量，并根据测量过程各参数的相互关系，得到准确的油、气、水各分相流量。

本发明的技术方案是：一种气液分离式低产液三相流测量方法，其特征在于包括以下步骤：

a、通过三相流测井仪进行气液分离；

b、采用超声波流量计测量通过气相流道流出的气相流量Q_g；

c、测量油相流量Q_o：集流器中心筒上设置若干个环形油-水界面测量电极，当油相在集流伞下方汇聚量逐渐增多时，油-水界面将下行，当油-水界面下行至阵列电极的第一个电极时，信号处理电路作一次时间标识，当油-水界面下行至阵列电极的第二个电极时，信号处理电路作第二次时间标识，阵列电极的电极之间的距离L、截面积S是确定的，通过时间T计算即可得到油相流量Q₀；

d、测量水相流量Q_w；

e、气相PVT校正。

所述的步骤b中的气相流量Q_g的测量方法为:在气相出口上端设置一个超声探头，探头向下发出频率为f₀的超声波，当气相流道内没有气体时，超声波在仪器壁及环形空间底部发生反射，探头接收的反射波的频率保持为f₀，当气相控制阀打开后，气相以速度u向上运动时，超声波在气-水界面发生反射，由气-水界面发生反射回来的超声波频率发生偏移，记为f’,f’是与气相流速相关联量，根据多普勒效应其关系可表述为：

Δf=f₀-f'=2f₀u(cosθ)/c        (1)

其中，c是声波在水中的传播速度；θ是发射波与气-水界面的轴向夹角；

Δf是一个频带，将频带为Δf的测量信号的强度转化为电压V,并做单位时间积分，则可得到信号功率，从而将气体流量与测量信号功率建立对应关系，实现气体流量测量，其表述为：

Qg=∫0TλVdt---(2)]]>

其中，λ是与气相流速相关的修正系数。

所述的步骤d测量水相流量Q_w，水相流量测量是建立在油相流量测量基础上，由多探针含水率计完成，假定油相由边长为l_o的小正方体单元组成，设流道截面积为S，油相流量为V₀，水相流量为V_w，则油相流速是：