[发明专利]一种基于双喷嘴的油井多相流分相含率在线计量方法

权利要求书

1.一种基于双喷嘴的油井多相流分相含率在线计量方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)采集两个喷嘴的瞬时差压值△P₁，△P₂；

(2)压差信号波动的标准差δP₁、δP₂，可以表示为：

其中，n为差压瞬时值采样个数；

ΔP_t1为差压一的时均值，ΔP_i1为差压一瞬时差压值；

ΔP_t2为差压二的时均值，ΔP_i2为差压二瞬时差压值；

(3)定义无量纲参数Z₁、Z₂：

Z₁＝δP₁/ΔP_t1 (3)

Z₂＝δP₂/ΔP_t2 (4)

(4)拟合无量纲参数Z₁与含气率和雷诺数相关式：

Z₁＝Aμ^a1(Re/10⁴)^b1 (5)

其中，μ为气相体积含率；

Re为液相雷诺数，当管径一定时雷诺数仅为流量的单值函数；

其中，ρ_l为液相密度，q_l为液相流量，μ_a为粘度，d₁为喷嘴一的内径；

(5)拟合无量纲参数Z₂与含气率和弗劳德数的相关式：

Z₂＝Bμ^a2Fr_l^b2 (7)

其中，ρ_l液相密度，q_l为液相流量，d₂为喷嘴二的内径，ρ_g为气相密度，g为重力速度；

通过实验数据进行回归确定系数A、B、a₁、b₁、a₂、b₂；

(6)将关系式(5)、(7)相乘，整理后可得如下关系式(9)，在a₁、b₁、a₂、b₂已知的情况下，求解体积含气率μ需迭代求解：

(7)通过射频含水仪测量得到含水率W；

(8)利用多相流分相模型进行总流量的计算：

其中：Q为流体的质量流量，单位kg/s；

C为流出系数，无量纲；

ε为被测介质的可膨胀性系数，对于液体，ε等于1；对可压缩流体，ε小于1，无量纲；

A为过流面积，由d可得到；

d为工作状况下节流件的等效开孔直径，单位m；

ΔP为节流差压，单位Pa；

β为直径比，无量纲，β＝d/D，D为管线直径，单位m；

ρ_l为工作状况下，节流前上游处液体的密度，单位kg/m³；

ρ_g为工作状况下，节流前上游处气体的密度，单位kg/m³；

x为质量含气率，a，b通过实验数据拟合出来的结果；

(9)由体积含气率μ计算x：

(10)油气水三相分相流量为：

Q_l＝Q_a×x；

Q_o＝Q_a×(1-x)×(1-W)；

Q_w＝Q_a×(1-x)×W；

其中，Q为总质量流量，x为质量含气率，Q_l为液相流量，Q_o为油相流量，W为含水率，Q_w为水相流量；

(11)对两个喷嘴产生的差压分别求解流量，计算平均值作为流量输出结果。