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摘要:濕氣兩相流量計(jì)測量技術(shù)是近十幾年來發(fā)展起來的新型測量技術(shù)，總體還不夠成熟。為驗(yàn)證濕氣兩相流量計(jì)在渝西區(qū)塊黃202井區(qū)頁巖氣田的適應(yīng)性，選取三個廠家的濕氣兩相流量計(jì)，與氣液分離后孔板流量計(jì)和電磁流量計(jì)的測量數(shù)據(jù)作對比，優(yōu)選出適宜渝西頁巖氣田的濕氣兩相流量計(jì)。
0引言
　　區(qū)內(nèi)頁巖氣井只產(chǎn)純氣，不產(chǎn)地層水，返排液為壓裂液，氣液兩相介質(zhì)組成較為簡單和固定。濕氣兩相流量計(jì)在該區(qū)塊的應(yīng)用具有較大的可能性。濕氣兩相流量計(jì)打破了傳統(tǒng)氣液分離后氣相、液相單獨(dú)計(jì)量的模式，可實(shí)現(xiàn)單井不分離計(jì)量后共用--套氣液分離工藝的模式，大規(guī)模降低上游集輸管線的鋪設(shè)數(shù)量和壓力容器、設(shè)備數(shù)量，從而極大地降低氣田上游開發(fā)成本和運(yùn)行管理費(fèi)用4.
1實(shí)驗(yàn)概況
1.1實(shí)驗(yàn)選址
　　渝西區(qū)塊黃202井區(qū)黃203井位于重慶市永川區(qū)來蘇鎮(zhèn)塔院村4組。2020年9月了日排采生產(chǎn)進(jìn)入生產(chǎn)管網(wǎng)，2020年11月22日進(jìn)入正常生產(chǎn)早期。井口氣依次流經(jīng)井口針閥和水套加熱爐兩級節(jié)流，經(jīng)高壓除砂撬再次節(jié)流，經(jīng)氣液分離器分離以及孔板閥計(jì)量，最后通過集氣管道進(jìn)入黃202集氣站。該井產(chǎn)出物主要由返排液、原料氣構(gòu)成，氣液體積比>90%，屬于濕氣的范時，且是黃202井區(qū)處于正常生產(chǎn)階段的具有代表性的井站。站內(nèi)具有足夠的濕氣流量計(jì)安裝空間，可通過工藝流程改造實(shí)現(xiàn)對比計(jì)量。
1.2現(xiàn)場流程改造
　　2021年實(shí)施黃203井濕氣兩相流量計(jì)適應(yīng)性大修,在高壓除砂撬及分離器之間安裝濕氣流量計(jì)、智能差壓流量計(jì)、井口濕氣氣液兩相流量計(jì)。將3套流量計(jì)進(jìn)行串聯(lián)安裝，在滿足分別單獨(dú)計(jì)量、串聯(lián)計(jì)量的同時，也保證了其中1臺流量計(jì)故障時不影響另外2臺流量計(jì)使用。
　　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過RS485通訊接入黃203井RTU系統(tǒng)，數(shù)據(jù)通過光纖傳輸至黃202脫水站國光計(jì)量系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄完整、準(zhǔn)確、可追溯。對比實(shí)驗(yàn)時間為2022年2月13日至了月14日。對比實(shí)驗(yàn)開始后，廠家人員均未開展任何流量計(jì)調(diào)試工作(圖1)。
 
1.3對比實(shí)驗(yàn)流量計(jì)原理
　　濕氣流量計(jì)基于計(jì)算流體動力學(xué)CFD數(shù)值模擬技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)了異型文丘里管。利用長喉頸文丘里管前、后差壓及總壓損等多個差壓信號隨氣液兩相流量變化的關(guān)系，建立相應(yīng)的測量模型實(shí)現(xiàn)對氣液兩相流量的測量。濕氣流量計(jì)由長喉頸文丘里管、壓力/差壓/溫度變送器、兩相流智能計(jì)算儀、通訊單元等構(gòu)成(圖2)。
 
　　智能差壓流量計(jì)在傳統(tǒng)文丘里管的結(jié)構(gòu)上進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計(jì)，進(jìn)行二次節(jié)流，通過形成多級文丘里管結(jié)合差壓信號隨氣液兩相流量變化的關(guān)系，建立相應(yīng)的測量模型實(shí)現(xiàn)對氣液兩相流量的測量。
　　智能差壓流量計(jì)主要由文丘里管、多參壓力變送器、差壓變送器、熱電阻及表頭組成(圖3)。井口濕氣氣液兩相流量計(jì)采用超聲流量計(jì)結(jié)合節(jié)流件的組合方式進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過超聲流量計(jì)和差壓節(jié)流件測量的結(jié)果，組合計(jì)算出氣相和液相混合密度，再結(jié)合液相密度和天然氣組分計(jì)算的氣相密度獲得氣相和液相含量，最后分別獲得氣相和液相的流量。
 
　　該流量計(jì)主要由流量計(jì)表體、電子組件、微處理器系統(tǒng)、超聲換能器、節(jié)流件、差壓傳感器等部.分組成(圖4)。
 
　　實(shí)驗(yàn)所選三臺流量計(jì)相關(guān)性能指標(biāo)如表1。
 
2現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
2.1氣相實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
　　三臺流量計(jì)與孔板流量計(jì)日氣量數(shù)據(jù)對比分析如表2。三臺流量計(jì)宜稱的氣相不確定度指標(biāo)均在±5%以內(nèi)。
 
　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果(圖5和圖6)，井口濕氣氣液兩相流量計(jì)相對偏差在土5%以內(nèi)的數(shù)據(jù)點(diǎn)占比最高，為90%，濕氣流量計(jì)、智能差壓流量計(jì)與孔板流量計(jì)日產(chǎn)氣量相對偏差在土5%以內(nèi)的數(shù)據(jù)點(diǎn)占比分別為53%和47%。
 
 
　　按照西南油氣田公司天然氣研究院兩相流量計(jì)暫定考核標(biāo)準(zhǔn)氣相土10%，現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)的濕氣流量計(jì)氣相誤差符合率為83%，智能差壓流量計(jì)氣相誤差符合率為87%，井口濕氣氣液兩相流量計(jì)氣相誤差符合率為100%。
2.2液相實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比分析.
　　實(shí)驗(yàn)期間，黃203井井口產(chǎn)液量變化在(2~10)m3，基本處于在濕氣流量計(jì)、智能差壓流量計(jì)液相量程內(nèi)，10%數(shù)據(jù)處于井口濕氣氣液兩相流量計(jì)液相量程內(nèi)(表3，圖7和圖8)。
 
　　智能差壓流量計(jì)與電磁流量計(jì)日產(chǎn)液量相對偏差在±20%以內(nèi)的數(shù)據(jù)點(diǎn)占比最高，為60%，井口濕氣氣液兩相流量計(jì)相對偏差在±20%以內(nèi)的數(shù)據(jù)點(diǎn)占比最低，為13%。
3結(jié)論和建議
　　濕氣兩相流量計(jì)的測量性能與測量工況緊密相關(guān)。實(shí)驗(yàn)期間黃203井處于生產(chǎn)中后期，含液率低且工況條件相對平穩(wěn)。井口濕氣氣液兩相流量計(jì)表現(xiàn)出對該階段氣相工況較強(qiáng)的適應(yīng)性，智能差壓流量計(jì)表現(xiàn)出對該階段液相工況較好的適應(yīng)性。濕氣流量計(jì)、智能差壓流量計(jì)以及孔板流量計(jì)測量結(jié)果的相對偏差均表現(xiàn)為負(fù)偏差，三臺流量計(jì)與電磁流量計(jì)測量結(jié)果的相對偏差沒有明顯的變化規(guī)律。濕氣兩相流量計(jì)測量技術(shù)的進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用需針對頁巖氣井排采期、正常生產(chǎn)前期、中期以及后期分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分析不同工況條件下的應(yīng)用效果，總結(jié)評價(jià)不同產(chǎn)品對頁巖氣井全生命周期的適應(yīng)性。為進(jìn)一步整合和優(yōu)簡化頁巖氣平臺工藝設(shè)備流程，應(yīng)進(jìn)--步摸索兩相流量計(jì)安裝在除砂器前端的應(yīng)用情況。可陸續(xù)摸索兩相流量計(jì)在氣舉、泡排、增壓、柱塞氣舉等采氣工藝措施情況下的應(yīng)用效果。

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