對渦輪流量計在模擬井中水平條件下獲取的實驗數(shù)據(jù)從不同氣流量、同一含水率下的油水總流量與渦輪響應(yīng)的關(guān)系；同一油水總流量、不同含水率配比下的氣流量與渦輪響應(yīng)的關(guān)系及不同密度下的油、氣、水總流量與渦輪響應(yīng)的關(guān)系等3個方面進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，油水兩相含水率在50%～100%范圍內(nèi)，同一氣流量下，渦輪響應(yīng)與油水兩相流量呈線性關(guān)系；不同氣量下所得到的各個渦輪流量計的響應(yīng)與油水總流量關(guān)系直線的斜率(即渦輪K值)近于相等，但各直線的截距隨氣流量的增加而增大。在油水總流量相同的情況下渦輪響應(yīng)與氣流量呈線性關(guān)系，該線性關(guān)系不受油水兩相含水率的影響或受油水兩相含水率的影響小。不同密度下的渦輪K值隨密度增加而增大。三相流下要獲得準(zhǔn)確的流量還需進(jìn)行密度校正。

隨著油田的開發(fā)，水平生產(chǎn)井的數(shù)量不斷增加，井下流體為三相流的水平井?dāng)?shù)量也會隨之增加，因此對用于井下流體流量測量的流量計有必要開展三相流下的響應(yīng)規(guī)律研究，以便于指導(dǎo)解釋和校正。目前，國內(nèi)在全集流情況下用于水平產(chǎn)出井測量的流量計僅有渦輪流量計和電導(dǎo)式相關(guān)流量計。用高精度智能渦輪流量計在垂直模擬井中測量油-氣-水三相流已經(jīng)取得了實驗研究成果，而對它在水平模擬井中測量油氣水三相流的實驗規(guī)律的研究進(jìn)行的相對較少。

1、實驗情況簡介

實驗是在大慶油田有限責(zé)任公司大慶測試技術(shù)服務(wù)分公司檢測實驗中心的水平模擬井中進(jìn)行的，實驗介質(zhì)為柴油、水及氮?dú)?。氣流量的調(diào)節(jié)*低為3m3/d，10m3/d以上，每間隔10m3/d為1個調(diào)節(jié)點(diǎn)。油/水兩相流量含水率的調(diào)節(jié)分別為50%、75%及90%。實驗采用集流方式進(jìn)行。對所獲取的實驗數(shù)據(jù)從不同氣流量、同一含水率下總流量與渦輪響應(yīng)的關(guān)系，同一油水總流量、不同含水率配比下的氣流量與渦輪響應(yīng)的關(guān)系及不同密度下的油、氣、水總流量與渦輪響應(yīng)的關(guān)系等3個方面進(jìn)行了分析。實驗中三相流體的密度是通過計算得到的配比密度，不是實測密度。渦輪轉(zhuǎn)數(shù)稱之為渦輪流量計的響應(yīng)。

2、不同氣流量、同一含水率下油水兩相流量與渦輪響應(yīng)的關(guān)系

圖1中分別給出了不同氣流量、油水兩相含水率分別為50%和90%下的油水總流量與渦輪響應(yīng)的關(guān)系。

從圖1可以看出在同一氣量下、油水兩相含水率配比不變的情況，渦輪流量計的響應(yīng)與油水總流量成線性關(guān)系；不同氣量下、油水兩相含水率配比不變的情況，所得到的各個渦輪流量計的響應(yīng)與油水總流量關(guān)系直線的斜率(即渦輪K值)近于相等，但各直線的截距不等。隨著氣流量的增加，截距增大。顯然各個直線的截距的差異主要是由于不同的氣量的大小造成的。在不同氣量、油水兩相含水率配比75%情況下，渦輪流量計的響應(yīng)與總流量的關(guān)系與油水兩相含水率分別為50%和90%的結(jié)果相同。實驗結(jié)果表明，在所實驗的油水兩相含水率范圍內(nèi)，在相同氣流量下、對于同一油水兩相含水率，渦輪流量計的響應(yīng)與油水總流量成線性關(guān)系；不同氣流量、同一油水兩相含水率下的各個渦輪流量計的響應(yīng)與油水總流量關(guān)系直線的斜率近于相等，但各直線的截距不等。隨著氣流量的增加，截距增大。

3、同一油水總流量、不同含水率配比下的氣流量與渦輪響應(yīng)的關(guān)系

圖2給出的是在油水總流量為40m3/d、油水兩相含水率分別為50%、75%、90%情況下的氣流量與渦輪響應(yīng)的關(guān)系。從圖2上可以看出，對于固定的油水總流量、同一油水兩相含水率，渦輪響應(yīng)隨著氣流量的增加而增加，與氣流量呈線性關(guān)系；不同含水率下的3條直線近于重合，這說明對于固定的油水總流量渦輪響應(yīng)與氣流量的線性關(guān)系不受油水兩相含水率的影響或受油水兩相含水率的影響小。由后面的分析可知，由于油水兩相含水率在50%～90%范圍內(nèi)密度差異較小，所以含水率變化對流量的影響不大。在其它的油水總流量下，也得到了與油水總流量為40m3/d時一致分析結(jié)果，渦輪響應(yīng)隨著氣流量的增加而增加，與所增加的氣流量呈線性關(guān)系，并不受油水兩相含水率的影響或受油水兩相含水率的影響小。

4、不同密度下的油、氣、水總流量與渦輪響應(yīng)的關(guān)系

圖3給出了配比密度分別為0.49，0.68，0.92t/m3下油氣水總流量與渦輪響應(yīng)(轉(zhuǎn)數(shù)) 的關(guān)系。從圖3可知，在同一密度，渦輪響應(yīng)與總流量呈線性關(guān)系，對于同**量密度越大，渦輪轉(zhuǎn)數(shù)越快，因此渦輪K值隨著流體密度的增加而增大，這一結(jié)論與在垂直井中的結(jié)論一致。這表明，在三相流情況下，要準(zhǔn)確獲得總流量，應(yīng)進(jìn)行密度校正。

5、結(jié)論

(1)油水兩相含水率在50%～100%范圍內(nèi)，同一氣流量下，渦輪響應(yīng)與油水兩相流量呈線性關(guān)系，不同氣量下，所得到的各個渦輪流量計的響應(yīng)與油水總流量關(guān)系直線的斜率(即渦輪K值)近于相等，但各直線的截距隨氣流量的增加而增大。

(2)在油水總流量相同的情況下渦輪響應(yīng)與氣流量呈線性關(guān)系，該線性關(guān)系不受油水兩相含水率的影響或受油水兩相含水率的影響小。

(3)不同密度下的渦輪K值隨密度增加而增大，因此三相流下要獲得準(zhǔn)確的流量還需進(jìn)行密度校正。