摘要(yào):針對目前油田(tián)低産液井數量(liàng)增多,測試難度(dù)不🚶‍♀️斷變大的問(wen)題,研制一種可(kě)以在低流量下(xia)進行測試的流(liú)量測🌈井儀。在電(diàn)導相關流量測(ce)量原理基礎上(shang),對儀器傳感器(qì)結構進行改進(jin),用于低流量條(tiao)件的測量。對截(jie)面相關流量測(cè)井儀在多☁️相流(liu)實驗裝置進行(hang)油水兩相流動(dong)🔱态模拟實驗，總(zong)結出截面🌍電導(dǎo)相關流量測井(jǐng)儀在油水兩相(xiang)流低流量😘下的(de)響應規律。實驗(yan)數據分析表明(ming),截面㊙️電導相關(guan)流量🔞測井儀在(zài)油水兩相流下(xia)的 測量範圍💃🏻爲(wei)10m3/d以下。
0引言
　　低産(chǎn)液井具有間歇(xie)出液和産液量(liang)低等特點,在對(duì)油水✊總量和含(hán)水率的測量中(zhong)，需要對傳統測(cè)量技術進行更(gèng)新,以适應❄️低産(chan)液井的測量。電(diàn)導相關流量測(cè)井儀單是針對(duì)油田高含水開(kai)發期研制的應(yīng)用于井下油水(shuǐ)兩相流流量測(ce)井儀,具有無可(kě)動部件和阻流(liú)元件5231、儀表常數(shu)穩定等優點,已(yi)經應用于現場(chǎng)，并取得🐆了良好(hao)的應用效果。但(dàn)電導相關流量(liàng)測井儀測量低(dī)流量效果不佳(jia),主要因爲傳感(gan)器結構并非針(zhen)對低流量⭐設計(jì)。
　　截面相關流量(liàng)計是在電導相(xiàng)關流量測井儀(yí)的基礎.上,對原(yuán)傳感器的結構(gòu)進行了優化設(she)計,采用 式測量(liang)方式降低油水(shuǐ)相間滑脫及相(xiang)分布影響，以提(ti)高油水🚶兩相流(liú)🈲總流量🌂相關測(cè)量的有效性,改(gai)善在㊙️低流量範(fàn)圍的測量效果(guo)。在多相流模拟(ni)裝置上,本🤟文采(cǎi)用油水兩相流(liu)開展室内動态(tai)實驗,研究截面(miàn)♋相關流量計在(zài)低流量(0.5~10m3/d)範圍内(nèi)的響應規律,爲(wèi)該儀器應用到(dao)低流量情況下(xià)的生産測井中(zhong)提供借鑒。
1儀器(qì)結構與工作原(yuan)理
1.1傳感器結構(gou)
　　截面相關流量(liang)計儀器傳感器(qi)的結構如圖1所(suǒ)示,由下至上依(yī)次㊙️爲集流傘、傳(chuan)感器及電路筒(tǒng)。其中,絕緣筒的(de)内側壁上分别(bie)🔞鑲嵌下遊地電(dian)極和上遊地電(dian)極,下遊地電極(jí)和上遊地電極(ji)均爲環狀金屬(shǔ)電極，下遊地電(diàn)極與下遊測量(liàng)電極處于同一(yi)水平面上，形成(chéng)一對下測量電(diàn)極對;上遊地電(dian)極與上遊測量(liang)🔞電極處于同一(yi)水平面.上,形成(cheng)一對上測量電(diàn)極對。
 
1.2儀器測量(liang)原理
　　當油水兩(liang)相流體從傳感(gǎn)器内流過時,流(liú)體阻抗的随機(jī)變化對作用在(zài)上下遊傳感器(qi).上的交變恒定(ding)電.流産生随機(ji)✍️調制作用，上下(xià)遊傳感器的輸(shu)出會随着調制(zhi)作用産生相應(yīng)的變化，由各自(zì)的信号處理電(diàn)路解調出随機(jī)流動噪聲🌈信号(hào)x(t)和y(t)。2個傳感器中(zhong)的輸出信号🛀🏻一(yī)緻,隻是其中一(yī)路信号在時間(jian)上延遲了τo,把2路(lu)流動噪聲信号(hào)進行互相關運(yùn)算，互相關⭕函數(shu)表達式爲
 
　　當τ=τo時(shí),Rxr(τ)取到最大值1時(shi),即x(t)和y(t)波形一緻(zhi),這個時候的τ值(zhí)就是⛷️流體從上(shang)遊流至下遊對(dui)應的渡越時間(jian)。在理想狀⛹🏻‍♀️态下(xià),流速的表達式(shì)爲
V=L/τo（4）
即爲所求的(de)時間。
　　儀器工作(zuo)時,在上下遊測(cè)量電極加20kHz頻率(lü)的正弦波激🛀🏻勵(li)🏒信号,得到的噪(zào)聲信号在放大(da)、解調及濾波後(hou),上傳至地面相(xiang)關信🐆号處理系(xì)統。
　　儀器傳感器(qi)絕緣筒内徑設(she)計爲16mm,絕緣棒.外(wài)徑設計爲5mm,根🚩據(ju)經驗，上下遊電(diàn)極距L選擇爲絕(jué)緣筒内徑d的0.5到(dao)2倍爲宜,這裏選(xuǎn)取L的長度爲10mm。傳(chuán)感器截面積設(shè)爲S,流速v與渡越(yue)時間t成反比關(guan)系🌂,通過流量Qv與(yǔ)流速v的🐆關系Qv=86400vS,可(kě)得到圖2所示的(de)曲線圖。由圖2可(kě)以看出,當流量(liàng)小于10m3/d,傳感器的(de)響應比🧑🏽‍🤝‍🧑🏻較理想(xiǎng)。
 
2模拟井實驗方(fang)案
　　實驗在多相(xiang)流模拟井上完(wán)成，以柴油和水(shuǐ)作爲實驗介質(zhi)。實驗流量選擇(ze)從0.5~10m3/d,流量點依次(ci)爲0.5.1.2.3.4、5、6.7、8、9m3/d與10m3/d,含水率選(xuǎn)取50%.70%、90%等3個🌈點(因模(mó)拟井調節下限(xiàn)的限制,0.5m3/d僅采集(jí)了含水率50%的數(shu)據🌈)。每次含水率(lü)或者流量調整(zheng)後,等待♍模拟井(jǐng)筒内的油水兩(liang)相流配🈲比穩定(ding)後進行數據記(ji)錄,記錄時間.一(yi)般爲10min。使用地面(miàn)數據采集單元(yuan)進🌈行，上下遊2路(lù)流體流動噪聲(shēng)信号采集及相(xiang)關流速、流量的(de)處理。
3實驗結果(guo)分析與處理
　　如(ru)圖3所示，選取流(liu)量爲5m3/d、含水率分(fèn)别爲50%與90%的上下(xià)遊曲線進行分(fèn)🐆析。從圖3中可以(yi)看出,不同含水(shui)率下，測得的上(shang)下遊曲💯線中,對(dui)應響應波形的(de)時間差是相等(deng)的。但是低含👄水(shui)率下，響應頻✂️率(lǜ)比較高,高含水(shuǐ)率下，響應頻率(lü)比較低,這就說(shuō)明，這種傳感器(qi)獲取的流量信(xin)息隻💜與時間有(you)關🧡，而與含水率(lü)的多少無關🏒。
 
　　圖(tú)4爲流量爲0.5.5m3/d和10m3/d時(shi)上下遊響應相(xiang)關系數與渡越(yue)時間的關系圖(tu)。爲了避免因流(liú)量增加渡越時(shi)間縮短而引發(fā)的采樣率不足(zú)造成信息丢失(shī),流量0.5m3/d時采樣頻(pin)率爲2kHz,采樣點數(shu)爲4096點,流量爲🌈5m3/d和(hé)10m3/d時采樣頻率爲(wèi)8kHz,采樣點數爲🔅8192點(dian)。
　　相同時間内，流(liu)量越大,獲取的(de)波形頻率越高(gao)，渡越時🏃‍♀️間越短(duǎn)。圖4(a)中的渡越時(shi)間爲1382ms,圖4(b)中的渡(du)越時間爲41.4ms,圖4(c)中(zhōng)⛷️的渡🈲越時間爲(wèi)23.9ms。
 
　　根據渡越時間(jiān)與流量關系,将(jiang)測得渡越時間(jiān)換.算爲流量數(shù)據,得到表1。從表(biao)1中可以看出，各(ge)個含水率下的(de)測量數據與标(biao)準數據之間的(de)差别不大，含水(shui)率的影響可以(yi)📧忽略不計,第1次(cì)測量數據和第(di)2次測✊量數據之(zhī)間吻合比較好(hao)。對表1中的數據(ju)進行分析,得到(dào)圖5。圖5(a)對含水率(lü)50%的各個流量數(shu)據進行了拟合(hé),得到了拟合曲(qǔ)🐉線和方程，在0.5~10m3/d的(de)線性度良好，能(néng)達到0.99,圖5(b)對不同(tong)含水率🔅下的各(gè)個流量點🈲進行(hang)重疊,可以💛看⭕出(chū)在不同含水率(lü)下,各個流量點(dian)的🏃🏻測量數據與(yu)✌️複測數據🔱吻合(he),具有很㊙️好的重(zhòng)複性和穩定性(xing)。
 
　　根據實驗測量(liàng)結果可以得出(chu)，儀器在流量不(bú)大于10m3/d、含水率20%~95%時(shí)均可以正常工(gong)作，并且儀器受(shòu)含水率影🌈響不(bú)大,線♋性度和穩(wen)🌈定度十分良好(hǎo),測量結果具有(you)很好的🏃🏻‍♂️重複性(xing),可以應💃🏻用在低(dī)🥵流量的測量環(huán)境中。
4結論
(1)這一(yī)結構尺寸的截(jie)面電導相關流(liu)量測井儀在油(yóu)水兩相流中的(de)适用範圍爲(0.5~10)m3/d,在(zai)這個區間内,儀(yí)器具有很🌏好的(de)響應特性
(2)通過(guò)多次實驗及複(fú)測,記錄數據表(biao)明,該儀器具有(yǒu)🐕良好✔️的線性度(du)、穩定性與重複(fu)性,爲低流量流(liú)量測💜量提供一(yi)種新的方🐆法.

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