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摘要:濕氣兩相流量計測量技術是近十幾年來發展起來的新型測量技術，總體還不夠成熟。為驗證濕氣兩相流量計在渝西區塊黃202井區頁巖氣田的適應性，選取三個廠家的濕氣兩相流量計，與氣液分離后孔板流量計和電磁流量計的測量數據作對比，優選出適宜渝西頁巖氣田的濕氣兩相流量計。
0引言
　　區內頁巖氣井只產純氣，不產地層水，返排液為壓裂液，氣液兩相介質組成較為簡單和固定。濕氣兩相流量計在該區塊的應用具有較大的可能性。濕氣兩相流量計打破了傳統氣液分離后氣相、液相單獨計量的模式，可實現單井不分離計量后共用--套氣液分離工藝的模式，大規模降低上游集輸管線的鋪設數量和壓力容器、設備數量，從而極大地降低氣田上游開發成本和運行管理費用4.
1實驗概況
1.1實驗選址
　　渝西區塊黃202井區黃203井位于重慶市永川區來蘇鎮塔院村4組。2020年9月了日排采生產進入生產管網，2020年11月22日進入正常生產早期。井口氣依次流經井口針閥和水套加熱爐兩級節流，經高壓除砂撬再次節流，經氣液分離器分離以及孔板閥計量，最后通過集氣管道進入黃202集氣站。該井產出物主要由返排液、原料氣構成，氣液體積比>90%，屬于濕氣的范時，且是黃202井區處于正常生產階段的具有代表性的井站。站內具有足夠的濕氣流量計安裝空間，可通過工藝流程改造實現對比計量。
1.2現場流程改造
　　2021年實施黃203井濕氣兩相流量計適應性大修,在高壓除砂撬及分離器之間安裝濕氣流量計、智能差壓流量計、井口濕氣氣液兩相流量計。將3套流量計進行串聯安裝，在滿足分別單獨計量、串聯計量的同時，也保證了其中1臺流量計故障時不影響另外2臺流量計使用。
　　實驗數據通過RS485通訊接入黃203井RTU系統，數據通過光纖傳輸至黃202脫水站國光計量系統。實驗數據記錄完整、準確、可追溯。對比實驗時間為2022年2月13日至了月14日。對比實驗開始后，廠家人員均未開展任何流量計調試工作(圖1)。
 
1.3對比實驗流量計原理
　　濕氣流量計基于計算流體動力學CFD數值模擬技術優化設計了異型文丘里管。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系，建立相應的測量模型實現對氣液兩相流量的測量。濕氣流量計由長喉頸文丘里管、壓力/差壓/溫度變送器、兩相流智能計算儀、通訊單元等構成(圖2)。
 
　　智能差壓流量計在傳統文丘里管的結構上進行優化改進設計，進行二次節流，通過形成多級文丘里管結合差壓信號隨氣液兩相流量變化的關系，建立相應的測量模型實現對氣液兩相流量的測量。
　　智能差壓流量計主要由文丘里管、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采用超聲流量計結合節流件的組合方式進行結構設計，通過超聲流量計和差壓節流件測量的結果，組合計算出氣相和液相混合密度，再結合液相密度和天然氣組分計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。
 
　　該流量計主要由流量計表體、電子組件、微處理器系統、超聲換能器、節流件、差壓傳感器等部.分組成(圖4)。
 
　　實驗所選三臺流量計相關性能指標如表1。
 
2現場實驗數據分析
2.1氣相實驗數據分析
　　三臺流量計與孔板流量計日氣量數據對比分析如表2。三臺流量計宜稱的氣相不確定度指標均在±5%以內。
 
　　根據實驗結果(圖5和圖6)，井口濕氣氣液兩相流量計相對偏差在土5%以內的數據點占比最高，為90%，濕氣流量計、智能差壓流量計與孔板流量計日產氣量相對偏差在土5%以內的數據點占比分別為53%和47%。
 
 
　　按照西南油氣田公司天然氣研究院兩相流量計暫定考核標準氣相土10%，現場實驗的濕氣流量計氣相誤差符合率為83%，智能差壓流量計氣相誤差符合率為87%，井口濕氣氣液兩相流量計氣相誤差符合率為100%。
2.2液相實驗數據對比分析.
　　實驗期間，黃203井井口產液量變化在(2~10)m3，基本處于在濕氣流量計、智能差壓流量計液相量程內，10%數據處于井口濕氣氣液兩相流量計液相量程內(表3，圖7和圖8)。
 
　　智能差壓流量計與電磁流量計日產液量相對偏差在±20%以內的數據點占比最高，為60%，井口濕氣氣液兩相流量計相對偏差在±20%以內的數據點占比最低，為13%。
3結論和建議
　　濕氣兩相流量計的測量性能與測量工況緊密相關。實驗期間黃203井處于生產中后期，含液率低且工況條件相對平穩。井口濕氣氣液兩相流量計表現出對該階段氣相工況較強的適應性，智能差壓流量計表現出對該階段液相工況較好的適應性。濕氣流量計、智能差壓流量計以及孔板流量計測量結果的相對偏差均表現為負偏差，三臺流量計與電磁流量計測量結果的相對偏差沒有明顯的變化規律。濕氣兩相流量計測量技術的進一步擴大應用需針對頁巖氣井排采期、正常生產前期、中期以及后期分別進行實驗，分析不同工況條件下的應用效果，總結評價不同產品對頁巖氣井全生命周期的適應性。為進一步整合和優簡化頁巖氣平臺工藝設備流程，應進--步摸索兩相流量計安裝在除砂器前端的應用情況。可陸續摸索兩相流量計在氣舉、泡排、增壓、柱塞氣舉等采氣工藝措施情況下的應用效果。

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