[發明專利]一種油水兩相流水包油乳狀液持水率差壓測量方法

有效

• 申請號: 201710465253.X
• 申請日: 2017-06-19
• 公開（公告）號: CN107345482B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 金寧德;韓云峰;翟路生;任英玉;何元生
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: E21B49/08
• 分類號: E21B49/08;G01N27/06;G01L13/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

本發明涉及一種油水兩相流水包油乳狀液持水率差壓測量方法，采用場聚焦弧形對壁式電導傳感器與差壓傳感器組合測量方式，場聚焦弧形對壁式電導傳感器用于測得混合流體的持水率信息；差壓傳感器用于測得混合流體壓降信息。將不同流動工況下場聚焦弧形對壁式電導傳感器電壓信號進行歸一化處理，分析其含水率測量特性并提取持水率參數；結合所測持水率與差壓傳感器所測水包油乳狀液壓降，得到不同流動工況下水包油乳狀液摩阻系數；最后，將所得摩阻系數與混合流體雷諾數的擬合關系與差壓傳感器所測混合流體壓降相結合，進行水包油乳狀液持水率參數預測。

技術領域

本發明涉及油田動態監測領域表面活性劑作用下的油井內油水兩相流水包油乳狀液持水率測量方法。

背景技術

我國陸上低產低滲油田開采已進入以低產量高含水為主要特征的中晚期開采階段。為提高原油采收率，向油層注入表面活性劑在三次采油技術中得到了廣泛應用。其中，準確測量表面活性劑作用下的油井內油水兩相流水包油乳狀液持水率參數，可為三次采油開發方案調整及優化油藏生產特性提供科學依據。

向地層注入表面活性劑水溶液會極大降低儲層油水相間界面張力，可顯著改變油水兩相流流變學特性，致使油水乳狀液微觀流動機制、湍流結構及減阻特性十分復雜，尤其是分散相局部流動參數分布及相間滑脫效應與常規油水兩相流有很大差別，實現其水包油乳狀液持水率參數測量難度很大。

油水兩相流差壓法是獲取持水率的重要方法之一，該方法關鍵是獲取兩相流摩阻系數，而摩阻系數與兩相流雷諾數密切相關，其中，持水率又是獲取雷諾數必不可少的關鍵參數。快關閥法是獲取油水兩相流持水率的實驗室途徑，但是，在油水兩相流水包油乳狀液流動條件下，由于油相與水相難以實現重力分離，無法采用快關閥法在實驗室直接獲取持水率參數。

油水乳狀液摩阻系數依賴于混合流體持水率參數，有學者將含水率值近似等效于持水率值，以研究摩阻系數與混合流體雷諾數的關系，如2016年A.Abubakar等發表在《Experimental Thermal and Fluid Science》(實驗熱與流體科學)，第79卷，第275-282頁，題為“Empirical correlation for predicting pressure gradients of oil-waterflow with drag-reducing polymer”(利用經驗公式預測聚合物作用下的油水兩相流壓力梯度)的文章。但是，由于油水乳狀液存在明顯的相間滑脫效應，其持水率值隨混合流速及含水率參數變化較大，采用將含水率值近似等效于持水率值的思路具有很大局限性。前期研究中，我們報導了利用快關閥方法獲取油水兩相流持水率參數，并將該參數引入油水兩相流摩阻系數的研究中，如2016年Y.F.Han等發表在《Experimental Thermal and FluidScience》(實驗熱與流體科學)，第72卷，第197-209頁，題為“Differential pressuremethod for measuring water holdup of oil-water two-phase flow with lowvelocity and high water-cut”(低流速高含水油水兩相流持水率差壓測量法)的文章。但是，在表面活性劑分子的作用下，油水乳狀液中油相乳化較為充分，實現油相與水相的完全分離具有較大難度，傳統快關閥方法已不能滿足持水率參數的準確測量。

通常水包油乳狀液中油泡直徑多為微米級，環形電極電導傳感器受限于其靈敏場空間分布不均勻性及電場邊緣效應，對油水乳狀液分散相分布變化的響應靈敏度較低，直接獲取持水率的分辨率較低。場聚焦弧形對壁式電導傳感器敏感于管截面分散相分布的微小變化，可實現水包油乳狀液持水率高分辨率測量，進而可以顯著提高持水率測量精度。

發明內容