[發明專利]一種測量頁巖氣井口流體質量流量的復合式裝置及方法

在審

• 申請號: 201811174608.0
• 申請日: 2018-10-09
• 公開（公告）號: CN109025966A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 陳繼革;申洪;劉喬平;李敬陽;徐斌;秦祖奎;林元華
• 申請（專利權）人: 重慶欣雨壓力容器制造有限責任公司;無錫洋湃科技有限公司
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;G01N23/02;G01F1/36
• 代理公司: 重慶中流知識產權代理事務所(普通合伙) 50214
• 代理人: 陳立榮

一種測量頁巖氣井口流體質量流量的復合式裝置，其特征在于，包括前部的三通管A、后部的導流切換裝置；三通管A與導流切換裝置之間通過并列設置的文丘里流量計和噴嘴流量計連通，在文丘里流量計和噴嘴流量計的入口端與喉部之間連接有取壓管，取壓管上設有差壓變送器；導流切換裝置的末端設有檢測管道；檢測管道的內壁設有伽馬射線發射器、與伽馬射線發射器位置相對的檢測管道的外壁設有伽馬射線接收器，伽馬射線發射器內設置具有至少三種能量級的伽馬放射源。本發明的有益效果是測量范圍大；結構簡單、體積小，便于維護，采用測量頁巖氣井口流體中油相、氣相和水相質量流量的方式，提高了工作效率。

技術領域

本發明涉及油氣檢測技術領域，具體涉及一種測量頁巖氣井口流體質量流量的復合式裝置及方法。

背景技術

在油氣工業中，油氣井產物同時包含液相和氣相兩種相態的氣液混合流體稱為多相流；其中，氣相包括油田氣或任何在常溫下不凝的氣體，例如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等；液相又包括油相和水相，油相是指原油本身以及在原油開采過程中溶解在原油中的液體添加劑；水相是指地層水、開采過程中注入油氣井中的水以及溶解在水相中的其它液體添加劑；在實際情況下，油相和水相可能發生相分離，也可能油相和水相混合在一起，或是完全乳化的。其中，頁巖氣井口流體就屬于多相流范疇。

頁巖氣是指以富有機質頁巖為主的儲集巖系中的非常規天然氣，頁巖氣井口開采物是一種含氣率非常高的油氣水三相的混合物，例如含氣率在85％以上，甚至更高，例如高達95％，甚至高達99％。

頁巖氣賦存于泥巖或頁巖中，是連續生成的生物化學成因氣、熱成因氣或二者的混合，具有自生自儲、無氣水界面、大面積連續成藏、低孔、低滲等特征，一般無自然產能或低產，需要大型水力壓裂和水平井技術才能進行經濟開采，單井產量很低，遞減快，生產周期長。

因此，在進入投產后如何實時準確地從頁巖氣井口流體中中測量油相、氣相和水相三相各自的流量，是生產優化管理所必需的基礎數據，從而及時正確的把握頁巖氣井的生產動態，有效的實施增產措施，提高產量和采收率，對油氣藏進行科學管理至關重要。

現有技術中，申請號為CN201610581746.5的實用新型專利，公開了一種測量多相流中油、氣、水三相各自體積流量的測量裝置和測量方法，包括文丘立管、差壓表、伽馬射線相分率儀、旋流管、氣液分離罐等，該方案通過文丘里管、伽馬射線相分率儀測得氣相的體積相分率后，經過旋流管、氣液分離罐將多相流氣液分離，再分別測出水相和油相的體積相分率，然后用總體積流量乘以各自油氣水三相各自的體積相分率，得到油氣水三相各自的體積流量。

然而節流裝置文丘里流量計的測量精度雖然高，但是其量程比(流量上限與流量下限之比)很小，一般在3-5之間，很難滿足流量變化大的流量測量。

另外，上述方案中采用旋流管和氣液分離罐將多相流分離成氣相和液相后，再進行體積流量的測量，同時在液路上進行相應的含水計量，而分流罐的設備體積較大，控制環節多，不適用于在線測量。

再者，上述方案中測量的是油氣水三相各自的體積流量，而流體體積受溫度變化而變化，為了減少溫度變化對測量結果的影響，不僅需要對伽馬射線裝置的測量結果進行溫度漂移校正，每隔一段時間還需要對設備進行空管計數值(即管道內無多相流時由伽馬射線接收裝置測得的透射強度值)標定，以及滿液和滿氣狀態下不同單相介質的伽馬射線強度進行校準工作。

而流體的質量是一個不隨所處溫度、壓力的變化而變化的量，特別是，油氣井產物的壓力、溫度及其成分是隨流量條件不斷變化的，采用質量流量更能準確反映實際情況，能夠更合理地對油氣藏管理和生產進行優化。

綜上，現有技術中單獨使用文丘里流量計存在著測量范圍小，分離罐體積大不適用于在線檢測的缺陷，而且采用測量體積流量的方式，對測量結果有影響，需要經常性的對設備進行標定和校正工作，影響工作效率。

發明內容