[发明专利]用于测量多相流体混合物的至少一个特征值的装置

说明书

技术领域

本发明的一方面涉及一种用于测量多相流体混合物的至少一个特征值的装置，例如用于测量多相流体混合物的流量的装置。具体地但不是唯一地来说，这样的测量装置可以用于油田相关应用中，例如用来测量流出地质岩层流入井中的烃流出液的流量，所述井已出于烃勘探和生产的目的予以钻凿。

背景技术

WO99/10712描述了一种适合于由包含水、油和气体的多相流体混合物组成的油流出液的流量测量方法。所述流出液通过文丘里管，在所述文丘里管中，所述流出液经受压降(Δp)，所述压降的平均值<Δp>是在对应频率f₁的时间段t₁内测定的，所述频率相对于气体和液体以段塞流型(slug flow regime)交替所处的频率是较低的，针对流体混合物的密度的平均值<ρm>是在所述时间段t₁内，在文丘里管收缩下测定，并且针对时间段t1的总质量流量值<Q>是考虑压降和密度的平均值来推导。

GB2447908描述了一种用于分析或抽查管道中的多相混合物的流动特性的方法和系统。所述方法包括在等动力条件下抽取多相混合物的代表性样品，并且使所抽取的样品以段塞型流或伪段塞型流来流过一个或多个测量、检测、取样和/或传感器件。

当混合物的一个或数个相的量变得非常低时，或者当这些相中的一个由于测量装置与流线之间的温度差异而改变时，这样的多相流量测量的准确度的局限性可能出现。在一个实施例中，当文丘里管段中的气体体积分数(GVF)变得非常高时，例如达到95％时，一个或数个相的量会变得非常低。此外，在高气体体积分数的情况中，不能估算液相的特性。然而，估算液相的特性是重要的。作为第一个实例，估算液相的水液比有助于检测井孔中的地层水突破。作为第二个实例，估算液相的水盐度有助于校正流量测量值以实现更好的准确度。

发明内容

本发明的目的是提议一种用于测量多相流体混合物的至少一个特征值的装置，所述装置克服了现有的多相流体混合物测量装置的一个或多个局限性。

根据本发明的一方面，提供一种用于测量多相流体混合物的至少一个特征值的装置，所述装置包括：

-管段，其具有主流动路径，多相流体混合物流过主流动路径，主流动路径包括在主流动路径的上游部分与下游部分之间的喉部，以便在上游部分与下游部分之间产生压降；

-第一传感装置，其测量流入主流动路径中的多相流体混合物的第一特征值；

-通道，其定位在管段的壁内，以便维持与主流动路径中相似的操作条件，通道通过上游部分或喉部处的进口，以及通过下游部分或喉部处的进口联接至主流动路径，这样使得压降产生抽吸效应，从而使得流过主流动路径的多相流体混合物的样品转入通道中，通道具有内径以使得所述多相流体混合物样品以连续的分离富集相样品形式在通道内流动；

-第二传感装置，其测量流入通道中的多相流体混合物样品的一个相的第二特征值。

装置可进一步包括阀门装置，其调节多相流体混合物到通道中的流动吸入。阀门装置可定位在通道内靠近进口。

装置可被定位以使得通道与重力方向大致上平行。

第一传感装置可包括测压孔和压力传感器，其用于测量上游部分与喉部之间的多相流体混合物的差压并且估算多相流体混合物的总流量。

第一传感装置可包括γ射线源和γ射线检测器，其用于测量多相流体混合物的每个相的γ射线吸收并且估算多相流体混合物的密度和每个相的分流速。

第二传感装置可以是光学传感器或电磁传感器。

多相流体混合物可以是包含气体、油以及水的烃流出液。

液相的第二特征值选自包括以下各项的特征值的组：水盐度、水液比、地层水识别、注射水识别、完井液识别。

可在通道内进一步布置管道泵以便持续抽吸效应。

根据本发明的另一方面，提供一种用于测量多相流体混合物的至少一个特征值的方法，方法包括：

-通过使多相流体混合物在具有主流动路径的管段中流动而在上游部分与下游部分之间产生压降，主流动路径包括定位在主流动路径的上游部分与下游部分之间的喉部；

-借助于第一传感装置来测量流入主流动路径中的多相流体混合物的第一特征值；

-借助于由压降产生的抽吸效应使流过主流动路径的多相流体混合物的样品转入通道中，通道定位在管段的壁内，以便维持与主流动路径中相似的操作条件，通道通过上游部分或喉部处的进口，以及通过下游部分或喉部处的出口联接至主流动路径；