[發明專利]管式油井氣液兩相流量計及其測量方法

在審

• 申請號: 201610187594.0
• 申請日: 2016-03-29
• 公開（公告）號: CN107246259A
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 杜懷棟;王宏偉;李高峰;孟祥波;江文軍
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司技術檢測中心
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00
• 代理公司: 濟南日新專利代理事務所37224
• 代理人: 崔曉艷

技術領域

本發明涉及油田油井氣液計量技術領域，特別是涉及到一種管式油井氣液兩相流量計及其測量方法。

背景技術

油井采出液屬復雜流體，不僅含有油、氣、水、砂，而且流體分布特征有斷塞流、氣液混合流且管狀剖面具有不連續性，因此實現油井液、氣流量準確計量，對采油地質技術研究單位根據油井的產液量變化趨勢，及時科學制定開發作業措施，實現油井的穩產高產具有重要意義。

目前國內外各油田油井采出液、氣計量一般采用立式分離器玻璃管液位計、旋流分離、稱重式翻斗和示功圖油井計量系統四種計量方法。其中，立式分離器玻璃管液位計具有造價低廉，能準確計量油井產液量產氣量的優點，但對液量波動油井計量誤差較大，不適用于特稠油井；稱重式油井計量器適用于低伴生氣、稠油油井，但稱重傳感器不穩定且安裝在計量腔內不易更換、維護、校準，且不能測量出油井產氣量；旋流分離多相計量預分離技術結合高精度儀表，液量計量準確度較高，可實現油井產液量的自動控制、連續計量，氣液分離效果不好導致流量計計量失真，氣體流量計和液體流量計受測量介質影響大，周期校準困難；示功圖油井計量能連續計量油井產液量，能實時無線傳輸數據，其存在的不足是受偏磨、電機效率等因素影響大，計量油井液量準確度低，載荷位移傳感器不穩定。

通過測試發現，相對于技術復雜的三相計量裝置，傳統立式分離器玻璃管液位計是最好的一種油井氣液計量手段，目前國內油田近90％的計量站采用立式分離器玻璃管液位計。立式分離器玻璃管液位計把分離器的容積作為油井產氣量產液量的計量器具，其結構特征決定了它具有長期穩定可靠的優點，但立式分離器玻璃管液位計也有致命的缺陷，存在著低伴生氣量液用時長、間歇油井計量誤差大、不能連續計量的缺陷。

從上個世紀九十年代起，為解決油井氣、液計量問題，國內外研究機構相繼研制了多種三相(二相)流量計，有西安交大研制的文丘力管式三相流量計、蘭州海默研制的放射性相關系數法三相流量計等。這些三相流量計應用到油井計量上，都存在著適應性差、計量穩定性差、故障率高的缺陷，且售價昂貴(每臺30萬元左右)，很難在油田大規模推廣應用。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的上述不足，提供一種采用差壓技術與流量之間的運算關系，直接測量出單井的產液量和產氣量的管式油井氣液兩相流量計，同時提供該種流量計所采用的測量方法。

本發明的目的可通過如下技術措施來實現：管式油井氣液兩相流量計，該管式油井氣液兩相流量計包括第一測量管，第二測量管，入口三通閥，出口三通閥，第一連接管線，第二連接管線，第一差壓變送器，第二差壓變送器，第三差壓變送器和第四差壓變送器，該第一測量管和該第二測量管通過該入口三通閥連接于來液管線，該第一測量管和該第二測量管通過該出口三通閥連接于排液管線，該第一連接線連接在該第一測量管頂部，該第二連接線連接在該第二測量管頂部，該第一連接線與該第二連接線連通，該第一差壓變送器和該第二差壓變送器連接于該第一測量管，第三差壓變送器和第四差壓變送器測量連接于第二測量管。

本發明的目的也可通過如下技術措施來實現：

該管式油井氣液兩相流量計還包括第一溫度變送器和第二溫度變送器，該第一溫度變送器連接于該第一測量管，測量該第一測量管中井口兩相流的溫度，該第二溫度變送器連接于該第二測量管，測量該第二測量管中井口兩相流的溫度。

該第一差壓變送器測量端子位于該第一測量管的頂部，該第二差壓變送器測量端子位于該第一測量管的底部，井口兩相流進入該第一測量管，該第一測量管停止排液，該第二測量管來液關閉，該第二測量管排液閥打開時，該第一差壓變送器所測得壓力為P₁，該第二差壓變送器所測得壓力為P₀，根據壓力差與重力之間的關系得出液體瞬時流量其中，t為測量時間，r為測量管的半徑，g為重力加速度，根據瞬時流量，計算出單井日產液量

該第三差壓變送器測量端子位于該第二測量管的頂部，該第四差壓變送器測量端子位于該第二測量管的底部，氣體通過該第一連接管線和該第二連接管線進入該第二測量管，該第三差壓變送器所測得壓力為P₃，該第二差壓變送器所測得壓力為P₂，隨著管內壓力的增大，氣體將該第二測量管內液體壓入排液管線，此時排液速度v_排＝v_液+v_氣，v_氣＝v_排-v_液，即氣體瞬時流量其中，t為測量時間，r為測量管的半徑，g為重力加速度，根據瞬時流量，計算日產氣量