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            四電極電磁流量計在聚驅配注井調配流量測定作業中的實驗結果

            來源:作者:發表時間:2019-03-02 13:16:07

             在聚驅配注井調配流量測定作業中,電磁流量計表現出測量精度高、線性突出等屬性優勢。在實驗室環境中,電磁流量計所選用的標定介質以清水為主。關注聚驅配注井所應用的聚合物溶液,該溶液在物理特性與流動性質上,都與清水存在著較大差異。在現場測試中,僅僅依靠清水所標定的結果來描述與分析測量結果,其給出的結果多存在著不準確問題。 

             
            基于這種現實問題,需要關注電磁流量計在不同聚合物溶液中測量作業的效果與質量,切實把握與分析該裝置在不同溶液中測量的規律,并找出測量偏差值,界定在聚合物溶液條環境中應用電磁流量計的標定及校正方法,并將其測量誤差控制在一定范圍內。 
             
            基于 3-192 與 3-221 儀器,分析其常數與聚合物溶液粘度間的內在關聯,并繪制相應曲線,具體可見圖 5.1。基于該圖所提供信息,在聚合物溶液粘度參數不斷增加的過程中,儀器常數并沒有出現明顯的改變。 
             
            通過實驗得知,以清水與 500ppm-2000ppm 聚丙烯酞胺聚合物為分析流體,在流體處于不流動狀態時,儀器輸出頻率差異并沒有超出 0.5%。然而在聚合物溶液中,其標定儀器常數要求不大于清水條件下的儀器常數。聚合物濃度參數處在 500ppm-2000ppm區間內,儀器常數表現為 17.5HZ/(m3/d),基本保持穩定,清水儀器常數表現為20HZ/(m3/d)。兩者存在著常數差值,由此,應用清水標定標準來評價與求解聚合物溶液流量,其給出的結果多不準確。 
            儀器常數隨聚合物溶液粘度變化情況
            慶油田在模擬井上開展了一系列實驗與分析,并獲得了以下認知結果: 實驗介質雖然存在著一定差異,但在零流量條件下,儀器響應表現出高度穩定性;儀器響應頻率與流量之間,表現出顯著的線性關聯;在聚合物溶液條件下儀器常數設定值不大于清水是條件下儀器常數值;依靠清水條件下的儀器常數來分析聚合物溶液中的流量問題,其勢必會帶來一定誤差;在不同聚合物溶液濃度區間內,在粘度參數變化過程中,儀器常數具備穩定性。 
             
            5.2 與流場計算結果對比分析 
            從本質上來分析,聚合物溶液與清水其流體粘度存在著顯著差異,相應流場分布特征也并不一致。以清水為流體注入分析,在低流量條件下,其狀態表現為層流,而在高流量條件下,其則會轉變為湍流狀態。但注入流體為聚合物,在本實驗濃度區間內,流體狀態幾乎都處于層流狀態之中,流場分布變化幅度也相對偏低。關注圖 4.11 與 4.12所提供信息可以得知,聚合物為流體時,其流速比變化幅度也相對較小,特別是在濃度參數增加過程中,流速比逐漸達到一個穩定值。但清水為流體時,在低流量時其表現出的流速比**大,而在較大流量條件下,流速比有所下降。基于此可以得知,不同流體所表現出的流場分布有著顯著差異,而這種差異也表現在磁力線切割問題上,并引起電極測量電壓值差異,導致儀器頻率不同。由此,針對不同流體需要給出針對性的儀器常數。 
             
            在儀器具體操作與應用之前,需要對儀器常數進行標定,面對聚合物溶液與清水,需要認知到流體差異性。在相同流量條件下,注入流體不同,儀器所給出的響應頻率呈現出明顯差異。在測量過程中,需要依據流體特性來選定合適的儀器常數,不能直接應用針對清水流體的儀器常數,直接其測定聚合物流體流量參數并進行分析。相應的,也不能采取針對聚合物溶液的儀器常數來測量清水流量。這對這種儀器常數設定問題,通常解決方法是表現為兩種:其一,使用 1000ppm 濃度聚合物溶液完成儀器常數標定,并在聚合物溶液流量測量中應用;其二,引入經驗公式針對清水標定結果進行校正,然后來求解與分析是聚合物流量測定結果。以上方法相對直接應用清水標定常數而言,誤差結果更低,效果也更為顯著。 
             
            通過上文分析,獲悉了 500ppm 屬于臨界聚合物濃度。在濃度取值不小于 500ppm時,流速比呈現出下降趨勢并逐漸趨于穩定,這也表明在粘度增加過程中,聚合物溶液流速分布變化幅度相對較小。而這種相對較低幅度的流速分布變化,為測量作業提供了便利。流速分布具備穩定性,則儀器測量感應電壓輸出值也較為穩定,響應頻率不會出現較大波動,則儀器常數也不會表現出較大變化。進一步關注儀器常數在聚合溶液中的變化特性,在這里借助相關的實驗信息,選用不同濃度的聚合物溶液,界定一定的流量點,分析儀器響應 R 與流量 Qt間的內在關聯,并繪制其關系曲線,是圖 5.2 具體描述了相關信。通過觀察可以看出其出現了五條是響應曲線,其中包含 500ppm 時響應曲線,其響應規律保持著高度相似性。在濃度參數取值為 500ppm 時,其曲線表現為線性特征,但在 500ppm 以下時,響應曲線會表現出一定偏差。在 Qt不大于 100m3/d 時,該曲線低于其余響應曲線。而在 Qt大于 100m3/d 時,其曲線則處于其他曲線以上。基于此,可以初步判定 500ppm 屬于聚合物濃度臨界參數。 
            儀器響應與流量的關系
            現實生活中,流量計主要用于工業中的天然氣,石油領域等的關鍵值的測定工作,而且這些測定結果會對流量產生較大的影響,所以這就對流量計的測量精度產生了較大的影響。
             
            本文對電磁流量計的國內外的研究情況的分析,闡述了其工作原理和在工業生產中的使用情況,針對流量計的測量精度的要求和問題,提出了本文的研究意義和主要研究目的。
             
            通過使用仿真軟件,以及管道中流速分布的仿真、電磁流量計的相關理論的分析,初步的提出了流場對于電磁流量計測量可能產生的較大影響。為今后明確實驗方向,選取實驗阻流件,以及實驗方案的設定等都提供了強有力的支持。 以流場分析的基本原理為基礎,通過較大幅度的調整流體粘度和流量值,計算出了22 種粘度、9 種流量環境下的流場分布,并抽取出管道中測量電極附近截面的流速值,計算各種情況下中心流速與平均流速的比值隨聚合物濃度變化的變化曲線。以實驗的結果為依據,利用得出的實際值和理論值進行對比,對井下電磁流量計流量測量特性有了更深的了解,為以后的研究及生產奠定了堅實的理論基礎。 
             
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