分流取样式海底多相流体计量研究

　　一、前言

　　随着陆地油气资源的日益枯竭，走向深水不但是世界海洋油气发展的趋势，也是中国海洋油气发展的战略目标。 海上油气工程开发的大部分费用集中在平台上，减少平台的上部设施，缩小平台空间，将大大节省投资。20世纪70年代提出了将全部油气开采和技术设备置于海底的新型开采技术思路。其优点是既可以避免建造作为支持系统的平台结构，又有利于全天候采油。 海底多相流量计可提供油气藏中油气水产出量的详细资料，以便监测油气藏的生产开发状况， 诊断油气井的动态异常，采取相应的调整措施，实现增加油气产量、提高采收率的目标。 因此，海底多相流的实时测量数据对于深海油气生产具有重要意义，特别是对于成本高、油藏深以及有多个横向井的情况更是如此。

　　深水海底为高静压、低温环境，水下苛刻的工作环境对油气计量提出了挑战，测量装置应具有可靠性高、维护量小，以及高效化、小型化和撬装化的特点。另外，气液两相流体的流量测量方法一直是国际上的一个难题，与单相流相比，两相流体的一个显著特征就是流动具有强烈的波动性， 气液两相在管道截面的分布形式即流型随着气液相流量的改变不断变化。 不同流型间的相态分布特征和流体动力学特性有很大差别， 即使对应于相同的流型，其水动力学特性也不相同，难以像单相流体那样， 以无量纲准则数准确刻画其流动规律性。鉴于多相流体动力学特性的复杂性，准确计量多相流要比单相流的计量难度大得多。 海洋恶劣的应用环境和多相流计量研究的复杂性使得开发出一种适用于深海水下油气计量的多相流量测量方法具有一定的难度和挑战性。

　　二、多相流流量测量现状

　　根据测量过程中是否对来流进行分离，将现有的技术分为不分离法、完全分离法和部分分离法。

　　1.不分离法

　　采用不分离法在线测量多相流各相流量必须获得各分相速度和截面份额。 如果各分相流体混合均匀，气液相速度将基本相同，从而大大降低测量难度。应用这种均匀化处理的测量方法主要为节流式测量方法，常采用两种节流装置进行组合测量。 近年来又出现了利用差压信号的波动特征，通过单个节流原件同时获得两相流流量和质量含气率的新方法。 节流式方法的缺点是阻力损失较大，测量范围有限，而且受流型影响较大。

　　近年来还出现了利用真实质量流量计直接测量多相流体质量流量的报道，对于液-液流动以及低含气多相流动取得了一定的进展，但质量流量计流动阻力损失大，流型和各相组成对测量准确度有影响。