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海默多相流计

行业背景

多相流是一个复杂的多变量随机过程，多相流计量技术长期以来被公认

为一个世界性技术难题。多相流量计的商业化应用始于本世纪初期，目前

已经发展成为新的油气田开发中首选的计量技术。由于传统测试分离器计

量工艺复杂，设备庞大，投资较大，油井三相计量问题长期困扰着油田开

发，制约了油田开发效率。多相不分离计量技术为油藏管理和生产优化提

供较可靠的计量数据，在油气田的开发计量中节省投资、降低操作费用以

及明显改善油藏管理等提供了激动人心的可能性。该技术被国际上列举为

决定未来油气工业成功的五大关键技术之一。

多相流量计的主要优势在于对被测油气水混合物不用进行相分离,现

场安装工艺简洁,结构紧凑,占空间小;测量为实时、连续测量,基本上

可以做到无人值守,不用人员干预;仪表具有良好的可靠性和适用的准确

度;一次投资和维护费用低,在采油生产中,尤其在海洋石油和油井测试

中具有很大的经济效益。多相流量计的功能就是在不分离的情况下,依赖

一些流体参数的测量以给出三相流的油、水、气流量。其基本原理是通过

确定每一种组分的瞬时速度和截面占有率,从而确定每一组分的量。因此

实现多相测量的关键是测量相分率和相流率。

油公司需要通过对油井有效的测试/计量数据来了解其每一个单井的实

际生产情况/能力，实施有效的油藏管理和生产优化管理，最终提供采收率。

用传统三相测试分离器进行计量，由于体积庞大、系统复杂、人工干预、费

用昂贵，无法实现无人职守。多相流计量技术作为一种单井生产测量革命性

的计量设备，可以提供油井产物在不分离的情况下油、气、水的在线实时流

量数据，多相流计量技术是被行业内公认的传统三相测试分离器一种最经济

有效的替代技术。常用测量方法有伽玛相分率、互相关测量方法以及Vent

uri流量计的优化组合将是最有希望成功的多相流量计。

海默多相流计工作原理及技术特点

海默多相流量计采用伽玛传感器测量相分率,采用互相关、文丘里流量

计,或互相关+文丘里结合的方法测量相流速。根据不同的应用海默多相流

量计MFM2000型,海默MFM2000HG型(高含气型)和海默MFM2000

LG型(低含气型)。到目前为止,已有200余台海默多相流量计安装在国

内外海上油田和陆上油田,用来解决油藏管理、分配测量、生产监控及油井

测试服务等领域。

采用单能伽马互相关流量计测各种流速，双能伽马射线相分率计测含水

率和含气率，使用文丘里管测量总流量。该产品优点是结构紧凑，占用空间

小，压力损失小。核心部件GLCC混合测量。将油、气、水三相在静态混

合器中进行混合，然后使气和液以相同速度进入文丘利管。文丘利管的基本

原理是：当管路中液体流经文丘利管时，液流断面收缩，在收缩断面处流速

增加，压力降低，使文丘利管前后产生压差。在选择一定的文丘利管时，液

体流量越大，它流经文丘利

管产生的压差也就越大，因而可以通过测量压差来计量流量的大小。采

用相分率测量技术是对油、气、水混合物特性的测量。通过对相分率的测量，

再与前面提到的流速测量技术相结合，便可得到每一相的流量。它最常用的

方法是微波衰减，伽马源吸收和流体电介质性能的测量，还有些多相流量计

就是使用了这些技术的合成，例如由单个伽马源吸收来测混合物的密度，由

微波衰减测量含水率。伽马源吸收测量法利用了流体的物理特性，即在不同

流体中有不同的伽马源吸收特性。这一特性与混合物的密度有关，利用这种

方法可以确定气液流体中的气分率。在油、气、水三相流体中，通常使用双

能伽马射线来确定油、气、水含率。另外，在一些正在研制的多相流量计中，

则使用了三能或多能伽马技术来确定组分含量。

海默多相流计主要部件与功能

文丘利管与单能伽玛组合传感器,其作用是文丘利测量气液混合流的

总流量,单能伽玛测量含气率,从而计算气量和毛液量;双能伽玛组合传

感器,用来测量工况状态下的液体中含水率,从而可计算出纯油和水量;

流型调整器,用于调整流态,以便为含水仪提供适宜的测量样品;切换阀,

用于两个测量管之间的切换;压力、温度变送器,作为附属仪表测量介质

压力、温度参数,并用于油气流量的状态转换;数据处理单元,用于采集处

理多相流量计系统内传感器的信号,计算所有需要的量并传输给上位机或

控制中心;上位机,用于参数设定、传感器标定、数据管理等。

在传统海默多相流量计的