电导式相关流量测量技术应用研究.pdfVIP

2009年 8月 国 外 测 井 技 术 Aug．2009 总第 172期 WORLD WELL L0GGING TECHN0L0GY Total172 电导式相关流量测量技术应用研究 王芳 刘共斌 黄春辉 张玉辉 李英伟 (大庆油田测试技术服务分公司 黑龙江 大庆 163712) 摘 要：文中首先介绍了相关流量测量技术的原理，据此研制 了 28电导式相关流量计，并 已经成 功获得现场应用。然后，针对现有相关流量计不能实现单芯数据传输的难题，提出了 38电导式相 关流量计，该仪器能够在井下实现两路相关流量信号的采集和互相关运算，并将处理结果转换为频 率信号输出；在垂直和水平条件下油水两相流模拟井动态实验结果表明，该仪器输出响应和流量间 存在着 良好的线性关系。最后，在水平油气水~_ffn流条件下进行了模拟实验，得到了电导式相关流 量计的响应特性。 关键词：流量测量 ；互相关；电导传感器 ；油气水三相流 0 引 言 1 电导式相关流量测量技术的原理 互相关流量测量技术 自20世纪70年代起国外 在沿流体流动管道相距为已知距离 L的两个 就已经开始研究，但国内开展这项研究比较晚，特别 截面处，分别安装有结构相同的电导传感器，即上游 是将该流量计应用到井下油水两相流油井中流量测 传感器和下游传感器。同时给上、下游传感器提供同 量的研究，在中国开展得更为迟缓。直到 1994年大 一 激励源，流体内部的随机流动噪声会对作用在传 庆测试分公司刘兴斌总工程师提出了针对井下油水 感器上的激励产生随机调制作用，传感器的输出会 两相流量测量的相关流量测量方法，国内才开始了 随着这些调制作用产生相应的变化，经上、下游传感 对相关流量测量技术的实质研究，该相关流量测量 器的信号处理电路处理后解调出两路随机流动噪声 方法采用电导传感器实现的。由于以往相关器在价 信号x(0和y(t)。对两路流动噪声信号x(t)和y(f)通过 格上较高，以及在运算速度、实时性、异常数据处理 互相关运算可得到两路信号的渡越时间 一r。，渡越时 等方面上还不能满足脉动流下油水两相流测量的需 间 下。与相关流速Vee关系见公式 (1)。 要，因此在研究开发电导式相关流量计的同时还要 Vcc = L z-o (1) 开发相关流量信号采集、处理及运算系统，即开发运 式中，I 一相关流量计上、下游传感器间的距离。 算速度快、实时I生好和兼容性强的相关器，考虑到相 关器便于和现有主流地面仪的配接，开发了基于 2 28电导式相关流量测量技术的 USB总线的DSP相关器。为使电导式相关流量计于 现场应用 能够配接更多参数、实现单芯化，提出了在 38电 导式相关流量计中实现两路相关流量信号采集、处 所设计的电导传感器 (图1)不仅可以利用互 理及相关运算，并将运算结果即渡越时间 值转换 相关技术实现流量测量，而且还可以同时测量含水 为频率信号传输。通过三相流实验 ，研究电导式相关 率，配接伞式集流器组成电导式相关流量测井仪。该 流量计在三相流下的响应特性。 仪器于2003年开始试推广应用，截至 目前完成测井 总第 172期 电导式相关流量测量技术应用研究 3 在仪器 内部实现相关运算的 38