油气多相流量计量研究现状与发展趋势

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1、中国石油大学（华东）储运工程研究所2012.5多相流计量技术研究现状及发展趋势报告人：×××气液两相流广泛存在于石油、化工、核能等许多工业领域。存在两相流动的系统中两相流体的流量计量一般是难以回避的，也是一直未能很好解决一个难题。近年来随着石油价格上涨，能源紧缺问题日益突出。各国都在加大对海上和沙漠油田的开发，对多相流量的计量需求也更加迫切。多相流量计增长速率一、为何要采用多相流量计传统的计量方法是把油井产物送入三相分离器，由分离器将其分成油、气、水三相，通过安装在分离器各相出口管线上的流量计，计量三种流体的产量。缺点：

2、（1）需要布置复杂的管线、阀门，设计施工任务重，投资大；（2）无法实时获取井口油气水各相流量。（1）占地面积小、工艺流程布局简单；（2）对油气进行连续、在线、自动测量，可实现无人值守，便于实时监控油气生产动态和精细化管理。（3）投资少，操作费用低。采用多相流流量计直接计量油井各相流量可以取消计量用分离器、计量管线以及计量汇管，具有如下优点：用途油井产量测试生产监控产量调配二、多相计量原理①各相在管道截面上所占据的面积Si；②各相沿管道轴线的流速vi；③各相温度Ti，压力Pi质量流量（i）=面积（i）*密度（i）*速度（i）

3、对于油、气、水三相，只需要测量其中两相面积。对于混合均匀的弥散流，只需测量其中一相速度。多相流量计：能够同时获得被测管道气液各相流量的装置。1、流量测量基本方程(1）射线吸收测量相分率技术射线穿过多相流体时受到流体吸收，吸收的程度与多相流的密度有关。根据射线的吸收程度，可得出流体混合物的密度，进而计算出多相流的各相分率。2、相分率测量技术（2）电法测量相分率技术根据气液相混合物中两相介质的介电常数和电导率差别，测量出混合物中的气液相分率。可分为电容法和电导法。（3）微波衰减法测量微波衰减法主要用于测量含水体积分数，因为某一

4、固定频率的微波经过不同含水体积分数的液相，可以产生不同的衰减，亦即衰减幅度与含水体积分数有关。是２０世纪８０年代初首先由西方发达国家开始研究开发，主要用于工业管道多相流测量．它类似于医学领域应用的ＣＴ技术，通过检测阵列电极电容变化，反映管道中多相介质介电常数分布，从而构造出管道中各相介质的分布图像，如石油输送管道中油水气各相介质浓度分布。（4）电容层析成像技术沿多相流管道相隔一定距离布置2个特性相同的传感器，分别检验多相流相分率和相空间分布等变化的随机流动噪声信号。根据相关技术确定上下游噪声信号的渡越时间，即可求得相关速度

5、。多相流相分率及压力信号可作为流动噪声信号进行相关处理。常用传感器有测量相分率信号的射线和电容/电导传感器及测量压力信号的压力变送器等。3、流速测量技术（1）相关法tT+ΔtLV=L/Δt流体通过节流件（如孔板、文丘利管和喷嘴）时会产生压降，认为各相流速均匀一致，由流速与压降的关系即可测得流速。文丘利管法就是当前使用最多的多相流量测量法。文丘利管结构简单，体积小，维护方便。（2）节流法4、多相计量面临的挑战从井口出来的介质很少是单一的气相或液相，而是气液混合物。与单相流体流量测量相比，多相流量测量难度要大的多,主要是多相流

6、动特性与两相流有很大不同：（1）气液相在管截面上具有不同的分布形式复杂多变;（2）各相流动速度不一致；（3）相与相之间存在质量、动量和能量交换；水平管内流型竖直管内流型多相流量计的研究始于六十年代，从80年代初至今，国内外多相流计量技术的开发和应用取得了重要的进展，多相流量计不仅在陆上，在海洋平台甚至水下都得到了运用。国内：兰州海默公司的FJ-104型、MFM2000型、MFM2000-Y型、MFM2000-H型油气水三相流量计和MobileMFM2000型车载式多相流量计；华北油田钻井研究所的SXL－1型油气水三相流量计

7、；西安交通大学的TFM-500型多相流量计。三、多相流量计研究进展（一）、多相流量计发展历程国外：挪威Fluenta公司1900系列多相流量计；MFI公司LP型多相流流量计；Framo公司的MPFM型多相流量计；KOS公司的MCF351型多相流量计；Texaco公司的SMS多相流量计。完全分离直接测量分离不分离分流分相间接测量软件测量液面恢复法功图法部分分离多相流量测量方法（二）、油气多相计量技术分类（三）.分离式多相流量计将多相流体只分为气相和液相，使用一台单相气体流量计测量气体流量，使用一台单相液体流量计测量液体流量，

8、液相含水率可用一台在线水组分测量仪完成。工作原理：GLCC多相流量计工作原理（1）GLCC多相流量计GLCC（gas-liquidcylindricalcyclone，管柱式气液分离器，由美国Tulsa大学最先研制推出。GLCC照片工作原理：由一个倾角向下的管道切向进入分离器，在旋转产生的离心力以及重力