[发明专利]基于长喉颈文丘里管湿气测量及不确定度预测方法、系统

说明书

本发明涉及油‑气‑水多相流量计量领域，尤其涉及一种基于长喉颈文丘里管湿气测量及不确定度预测方法、系统，方法包括以下步骤：获取长喉颈文丘里管的前差压和后差压；利用前差压和后差压分别计算长喉颈文丘里管收缩段和直管段的气相虚高流量；根据收缩段和直管段的气相虚高流量利用流量算法求解得到气、液两相的体积流量，其中流量算法包括直接拟合算法和迭代算法。本发明提出的一种基于长喉颈文丘里管湿气测量及不确定度预测方法、系统，解决了现有的基于经典文丘里的湿气测量方法存在测量精度不高的问题。

技术领域

本发明涉及油-气-水多相流量计量领域，尤其涉及基于长喉颈文丘里管湿气测量及不确定度预测方法、系统。

背景技术

石油和天然气作为支撑国计民生的重要战略资源，其勘探、开采、输送和加工等技术工艺都涉及到多相流量的计量问题，因此能够准确的对多相流进行计量具有十分重要的意义。目前油田常用的多相流量计量方法多采用测试井分离器进行油-气-水三相分离，然后利用单相仪表进行分别计量。这种模式虽然可以保证一定的精度，但分离器大多尺寸巨大、价格昂贵，而且分离过程十分耗时，因此这种方法无法实现每一口油井的实时在线测量。

湿气一般指体积含气率(工况)大于95％，或者L-M数小于0.3的气、液两相流。相较于其它一般意义上的气液两相流，湿气的流型较为单一，规律较为稳定。现有的经典文丘里测量精度不高、不可恢复压降较为复杂，难以从理论上建立模型。

发明内容

本发明提出基于长喉颈文丘里管湿气测量及不确定度预测方法、系统，以解决现有的基于经典文丘里的湿气测量方法存在测量精度不高的问题。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种基于长喉颈文丘里管的湿气测量方法，包括以下步骤：

获取长喉颈文丘里管的测量信号，其中测量信号包括前差压和后差压；

利用所述前差压和后差压分别计算长喉颈文丘里管收缩段和直管段的气相虚高流量；

根据收缩段和直管段的气相虚高流量利用流量算法求解得到气、液两相的体积流量，其中所述流量算法包括直接拟合算法和迭代算法。

优选的是，所述直接拟合算法为线性拟合算法，所述线性拟合算法的求解公式表示为：

其中：Q_gtp1、Q_gtp2分别为收缩段和直管段的气相虚高流量，为通过线性拟合得到的液相流量拟合系数，为通过线性拟合得到的气相流量拟合系数，ρ_l为液体密度，ρ_g为气体密度。

优选的是，所述直接拟合算法为通用模型拟合算法，所述通用模型拟合算法的求解公式表示为：

其中：a₁、a₂、a₃和a₄为通过非线性拟合得到的拟合系数。

优选的是，利用所述迭代算求解气、液两相流量的步骤包括：

S301：预设初始L-M参数；

S302：根据L-M参数利用通用气相虚高模型计算得到气相虚高系数，其中，初始气相虚高系数是通过均相流虚高公式计算得到的；

S303：根据步骤S302中的气相虚高系数和L-M参数利用气相虚高系数定义式和L-M参数的定义式，计算得到气、液两相的体积流量；

S304：根据步骤S303计算得到气、液两相的体积流量利用气、液两相的弗劳德数的定义式和L-M参数的定义式，计算得到弗劳德数和L-M参数；