CN113945248A - 一种四相混相质量流量的在线计量方法及装置 - Google Patents

一种四相混相质量流量的在线计量方法及装置 Download PDF

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CN113945248A
CN113945248A CN202111256854.2A CN202111256854A CN113945248A CN 113945248 A CN113945248 A CN 113945248A CN 202111256854 A CN202111256854 A CN 202111256854A CN 113945248 A CN113945248 A CN 113945248A
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陈继革
徐斌
罗超
李�杰
周勇
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Chengdu Yangpai Technology Co ltd
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Chengdu Yangpai Technology Co ltd
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Abstract

本申请公开了一种四相混相质量流量的在线计量方法及装置，其方法包括：将四相混相流体从油气井通过管道流出；通过安装在管道上的流量计对四相混相流体进行多能级组光量子测量，得到每相流体介质的线性质量，多能级组光量子包括至少三组不同能级的光量子；根据所有流体介质的线性质量计算得到四相混相流体的每相流体介质的质量相分率。本申请由于流量计是设置在管道上的，并且流量计是通过至少三组不同能级的光量子进行测量，不需要工作人员对四相混相流体进行取样和分离化验，减少了人力和时间消耗，降低了成本。

Description

一种四相混相质量流量的在线计量方法及装置
技术领域
本申请涉及工业混相流体测量技术领域，尤其是涉及一种四相混相质量流量的在线计量方法及装置。
背景技术
石油是深埋在地下的流体矿物。最初人们把自然界产生的油状液体矿物称石油，把可燃气体称天然气，把固态可燃油质矿物称沥青。随着对这些矿物研究的深入，认识到它们在组成上均属烃类化合物，在成因上互有联系，因此把它们统称为石油。
在进行石油开采的初期阶段时，由于油、气、水、固在油藏中分布情况及其变化都是较为复杂和不稳定的，从而需要实时监测油井中油气水固各组份的变化，传统的计量方式需要取样工先进行取样，化验工再对取样的油气水固进行分离化验，从而得到油气水固混相流体中各组份的质量。
但是，传统的计量方式无法做到在线计量，只能人工频繁计量油气水固混相流体中各组份的质量流量，消耗大量人力和时间进行取样和分离化验，使得成本较高。
发明内容
为了解决油气水固四相混相流体中各组份的质量流量计算，需要消耗人力和时间较多，导致成本较高的问题，本申请提供了一种四相混相质量流量的在线计量方法及装置。
第一方面，本申请提供一种四相混相质量流量的在线计量方法，采用如下的技术方案：
一种四相混相质量流量的在线计量方法，包括：
将四相混相流体从油气井通过管道流出；
通过安装在所述管道上的流量计对所述四相混相流体进行双边的多能级组光量子测量，得到每一边的每相流体介质的线性质量，所述多能级组光量子包括至少三组不同能级的光量子；
根据双边的所有流体介质的线性质量计算得到所述四相混相流体的每相流体介质的质量相分率。
通过采用上述技术方案，在进行石油开采过程中，油气井完成后，通过设置管道控制四相混相流体从油气井流出，四相混相流体包括的流体介质有油、气、水和固四种，在管道上安装流量计，流量计可以通过双边发射至少三组不同能级的光量子，对管道中的四相混相流体进行多能级组光量子测量，得到每一边的各流体介质的线性质量，再依据双边的所有流体介质的线性质量计算得到四相混相流体的各流体介质的质量相分率。由于流量计是设置在管道上的，并且流量计是通过双边的至少三组不同能级的光量子进行测量，不需要工作人员对四相混相流体进行取样和分离化验，减少了人力和时间消耗，降低了成本。
可选的，所述多能级组光量子包括第一能级组光量子、第二能级组光量子及第三能级组光量子，
所述第一能级组光量子的能量为31keV，所述第二能级组光量子的能量为81keV，所述第三能级组光量子的能量为356keV。
通过采用上述技术方案，在流量计中多能级组光量子以三组为例，第一能级组光量子的能量为31keV，第二能级组光量子的能量为81keV，第三能级组光量子的能量为356keV，已知的Ba-133光量子源，其放射性活度为25 微居，可以每秒发射近一百万个31keV、81keV和356keV 能量组的三个能量组的单个光量子，通过对每一个光量子能量的测量，依据物质与31keV和81keV的能量的光量子组的光电截面，以及物质与356keV 能量的光量子组的康普顿截面，完成四相混相流体的线性质量测量及相分率计算。
可选的，所述通过安装在所述管道上的流量计对所述四相混相流体进行双边的多能级组光量子测量，得到双边的每相流体介质的线性质量，包括：
通过安装在所述管道上的流量计双边分别发射第一能级组光量子、第二能级组光量子及第三能级组光量子；
探测接收双边的每组能级组光量子的实测透射数量；
获取双边的每组能级组光量子的无介质透射数量，所述无介质透射数量为对应能级组光量子在空管无介质时的透射数量；
获取双边的所述第一能级组光量子、所述第二能级组光量子及所述第三能级组光量子对应各流体介质的线性质量吸收系数；
获取所述流量计的结构相关参数；
根据所述实测透射数量、所述无介质透射数量、所述线性质量吸收系数及所述流量计的结构相关参数，计算得到双边的各流体介质的线性质量。
通过采用上述技术方案，流量计可以通过双边的Ba-133光电子源分别发射第一能级组光量子、第二能级组光量子及第三能级组光量子，通过双边的光量子探头探测接收每组能级组光量子穿过混相流体的实测透射数量，获取双边的每组能级组光量子的无介质透射数量，无介质透射数量为对应能级组光量子在空管无介质时的透射数量，获取第一能级组光量子、第二能级组光量子及第三能级组光量子对应各流体介质的线性质量吸收系数，以及流量计的结构相关参数，根据实测透射数量、无介质透射数量、线性质量吸收系数及流量计的结构相关参数，计算得到各流体介质的线性质量，需要说明的是，无介质透射数量和线性质量吸收系数都是标定值，即通过预先的标定计算可以计算得到，而流量计的结构相关参数是根据流量计的结构决定的。
可选的，所述获取双边的每组能级组光量子的无介质透射数量，包括：
当所述管道内空管无介质时，通过所述流量计双边分别发射所述第一能级组光量子、所述第二能级组光量子及所述第三能级组光量子；
探测接收双边的所述第一能级组光量子的无介质透射数量
Figure DEST_PATH_IMAGE002
、所述第二能级组光量子的无介质透射数量
Figure DEST_PATH_IMAGE004
及所述第三能级组光量子的无介质透射数量
Figure DEST_PATH_IMAGE006
。
通过采用上述技术方案，对于无介质透射数量的标定值的计算原理为：在管道内空管无介质时，流量计双边分别发射第一能级组光量子、第二能级组光量子及第三能级组光量子，通过光量子探头就能探测接收到第一能级组光量子的无介质透射数量
Figure 978771DEST_PATH_IMAGE002
、第二能级组光量子的无介质透射数量
Figure 411721DEST_PATH_IMAGE004
及第三能级组光量子的无介质透射数量
Figure 872789DEST_PATH_IMAGE006
。
可选的，所述四相混相流体包括的流体介质包括油、气、水及固，所述获取双边的所述第一能级组光量子、所述第二能级组光量子及所述第三能级组光量子对应各流体介质的线性质量吸收系数，包括：
当所述管道内的流体介质为满油时，通过所述流量计双边分别发射所述第一能级组光量子、所述第二能级组光量子及所述第三能级组光量子，探测接收双边的所述第一能级组光量子的油透射数量
Figure DEST_PATH_IMAGE008
、所述第二能级组光量子的油透射数量
Figure DEST_PATH_IMAGE010
及所述第三能级组光量子的油透射数量
Figure DEST_PATH_IMAGE012
；
当所述管道内的流体介质为满气时，通过所述流量计双边分别发射所述第一能级组光量子、所述第二能级组光量子及所述第三能级组光量子，探测接收双边的所述第一能级组光量子的气透射数量
Figure DEST_PATH_IMAGE014
、所述第二能级组光量子的气透射数量
Figure DEST_PATH_IMAGE016
及所述第三能级组光量子的气透射数量
Figure DEST_PATH_IMAGE018
；
当所述管道内的流体介质为满水时，通过所述流量计双边分别发射所述第一能级组光量子、所述第二能级组光量子及所述第三能级组光量子，探测接收双边的所述第一能级组光量子的水透射数量
Figure DEST_PATH_IMAGE020
、所述第二能级组光量子的水透射数量
Figure DEST_PATH_IMAGE022
及所述第三能级组光量子的水透射数量
Figure DEST_PATH_IMAGE024
；
当所述管道内的流体介质为满固时，通过所述流量计双边分别发射所述第一能级组光量子、所述第二能级组光量子及所述第三能级组光量子，探测接收双边的所述第一能级组光量子的固透射数量
Figure DEST_PATH_IMAGE026
、所述第二能级组光量子的固透射数量
Figure DEST_PATH_IMAGE028
及所述第三能级组光量子的固透射数量
Figure DEST_PATH_IMAGE030
；
根据所述第一能级组光量子的满油光电吸收方程、满气光电吸收方程、满水光电吸收方程、满固光电吸收方程、无介质透射数量
Figure 253699DEST_PATH_IMAGE002
、油透射数量
Figure 167428DEST_PATH_IMAGE008
、气透射数量
Figure 150208DEST_PATH_IMAGE014
、水透射数量
Figure 465783DEST_PATH_IMAGE020
及固透射数量
Figure 738633DEST_PATH_IMAGE026
，分别计算得到双边的所述第一能级组光量子的油线性质量吸收系数
Figure DEST_PATH_IMAGE032
、气线性质量吸收系数
Figure DEST_PATH_IMAGE034
、水线性质量吸收系数
Figure DEST_PATH_IMAGE036
及固线性质量吸收系数
Figure DEST_PATH_IMAGE038
；
根据所述第二能级组光量子的满油光电吸收方程、满气光电吸收方程、满水光电吸收方程、满固光电吸收方程、无介质透射数量
Figure 652842DEST_PATH_IMAGE004
、油透射数量
Figure 699033DEST_PATH_IMAGE010
、气透射数量
Figure 400273DEST_PATH_IMAGE016
、水透射数量
Figure 109603DEST_PATH_IMAGE022
及固透射数量
Figure 529083DEST_PATH_IMAGE028
，计算得到双边的所述第二能级组光量子的油线性质量吸收系数
Figure DEST_PATH_IMAGE040
、气线性质量吸收系数
Figure DEST_PATH_IMAGE042
、水线性质量吸收系数
Figure DEST_PATH_IMAGE044
及固线性质量吸收系数
Figure DEST_PATH_IMAGE046
；
根据所述第三能级组光量子的满油康普顿吸收方程、满气康普顿吸收方程、满水康普顿吸收方程、满固康普顿吸收方程、无介质透射数量
Figure 135557DEST_PATH_IMAGE006
、油透射数量
Figure 691303DEST_PATH_IMAGE012
、气透射数量
Figure 70069DEST_PATH_IMAGE018
、水透射数量
Figure 914529DEST_PATH_IMAGE024
及固透射数量
Figure 803987DEST_PATH_IMAGE030
，计算得到双边的所述第三能级组光量子的油线性质量吸收系数
Figure DEST_PATH_IMAGE048
、气线性质量吸收系数
Figure DEST_PATH_IMAGE050
、水线性质量吸收系数
Figure DEST_PATH_IMAGE052
及固线性质量吸收系数
Figure DEST_PATH_IMAGE054
，
通过采用上述技术方案，在目前的油气井开采过程中，对油气井流出的四相混相流体中各组份的监测最重要的流体介质是油、气、水及固，对于各流体介质的线性质量吸收系数的标定值的计算原理为：将管道内的流体介质设置为满油，通过流量计双边发射第一能级组光量子、第二能级组光量子及第三能级组光量子，通过光量子探头探测接收双边的第一能级组光量子的油透射数量
Figure 260245DEST_PATH_IMAGE008
、第二能级组光量子的油透射数量
Figure 576957DEST_PATH_IMAGE010
及第三能级组光量子的油透射数量
Figure 203985DEST_PATH_IMAGE012
；将管道内的流体介质设置为满气，通过流量计双边发射第一能级组光量子、第二能级组光量子及第三能级组光量子，探测接收双边的第一能级组光量子的气透射数量
Figure 631556DEST_PATH_IMAGE014
、第二能级组光量子的气透射数量
Figure 896315DEST_PATH_IMAGE016
及第三能级组光量子的气透射数量
Figure 649507DEST_PATH_IMAGE018
；将管道内的流体介质设置为满水，通过流量计双边发射第一能级组光量子、第二能级组光量子及第三能级组光量子，探测接收双边的第一能级组光量子的水透射数量
Figure 468559DEST_PATH_IMAGE020
、第二能级组光量子的水透射数量
Figure 192496DEST_PATH_IMAGE022
及第三能级组光量子的水透射数量
Figure 311761DEST_PATH_IMAGE024
；将管道内的流体介质设置为满固，通过流量计双边发射第一能级组光量子、第二能级组光量子及第三能级组光量子，探测接收双边的第一能级组光量子的固透射数量
Figure 970276DEST_PATH_IMAGE026
、第二能级组光量子的固透射数量
Figure 73361DEST_PATH_IMAGE028
及第三能级组光量子的固透射数量
Figure 577155DEST_PATH_IMAGE030
。再根据第一能级组光量子的满油光电吸收方程、满气光电吸收方程、满水光电吸收方程、无介质透射数量
Figure 315041DEST_PATH_IMAGE002
、油透射数量
Figure 144457DEST_PATH_IMAGE008
、气透射数量
Figure 452947DEST_PATH_IMAGE014
及水透射数量
Figure 26011DEST_PATH_IMAGE020
，分别计算得到双边的第一能级组光量子的油线性质量吸收系数
Figure 385448DEST_PATH_IMAGE032
、气线性质量吸收系数
Figure 884301DEST_PATH_IMAGE034
及水线性质量吸收系数
Figure 430820DEST_PATH_IMAGE036
；根据第二能级组光量子的满油光电吸收方程、满气光电吸收方程、满水光电吸收方程、无介质透射数量
Figure 541995DEST_PATH_IMAGE004
、油透射数量
Figure 755939DEST_PATH_IMAGE010
、气透射数量
Figure 927157DEST_PATH_IMAGE016
及水透射数量
Figure 465367DEST_PATH_IMAGE022
，计算得到双边的第二能级组光量子的油线性质量吸收系数
Figure 380233DEST_PATH_IMAGE040
、气线性质量吸收系数
Figure 714262DEST_PATH_IMAGE042
及水线性质量吸收系数
Figure 56382DEST_PATH_IMAGE044
；根据第三能级组光量子的满油康普顿吸收方程、满气康普顿吸收方程、满水康普顿吸收方程、满固康普顿吸收方程、无介质透射数量
Figure 810449DEST_PATH_IMAGE006
、油透射数量
Figure 529006DEST_PATH_IMAGE012
、气透射数量
Figure 717542DEST_PATH_IMAGE018
、水透射数量
Figure 230563DEST_PATH_IMAGE024
及固透射数量
Figure 238971DEST_PATH_IMAGE030
，计算得到双边的第三能级组光量子的油线性质量吸收系数
Figure 728595DEST_PATH_IMAGE048
、气线性质量吸收系数
Figure 771638DEST_PATH_IMAGE050
、水线性质量吸收系数
Figure 189981DEST_PATH_IMAGE052
及固线性质量吸收系数
Figure 951263DEST_PATH_IMAGE054
。
可选的，所述根据所述第一能级组光量子的满油光电吸收方程、满气光电吸收方程、满水光电吸收方程、满固光电吸收方程、无介质透射数量
Figure 746044DEST_PATH_IMAGE002
、油透射数量
Figure 407707DEST_PATH_IMAGE008
、气透射数量
Figure 996952DEST_PATH_IMAGE014
、水透射数量
Figure 979951DEST_PATH_IMAGE020
及固透射数量
Figure 578423DEST_PATH_IMAGE026
，分别计算得到双边的所述第一能级组光量子的油线性质量吸收系数
Figure 330478DEST_PATH_IMAGE032
、气线性质量吸收系数
Figure 950395DEST_PATH_IMAGE034
、水线性质量吸收系数
Figure 889533DEST_PATH_IMAGE036
及固线性质量吸收系数
Figure 291695DEST_PATH_IMAGE038
，包括：
根据所述第一能级组光量子的各流体介质的光电吸收总方程
Figure DEST_PATH_IMAGE056
；
其中，所述
Figure DEST_PATH_IMAGE058
下标为
Figure DEST_PATH_IMAGE060
、
Figure DEST_PATH_IMAGE062
、
Figure DEST_PATH_IMAGE064
或
Figure DEST_PATH_IMAGE066
，所述
Figure 350787DEST_PATH_IMAGE060
表示流体介质为油，所述
Figure 45948DEST_PATH_IMAGE062
表示流体介质为气，所述
Figure 3540DEST_PATH_IMAGE064
表示流体介质为水，所述
Figure 209393DEST_PATH_IMAGE066
表示流体介质为固，所述
Figure DEST_PATH_IMAGE068
为油线性质量，所述
Figure DEST_PATH_IMAGE070
为气线性质量，所述
Figure DEST_PATH_IMAGE072
为水线性质量，所述
Figure DEST_PATH_IMAGE074
为固线性质量；
当所述管道内的流体介质为满油时，将所述第一能级组光量子的各流体介质的光电吸收总方程变换为满油光电吸收方程
Figure DEST_PATH_IMAGE076
；
将所述无介质透射数量
Figure 185308DEST_PATH_IMAGE002
及油透射数量
Figure 552836DEST_PATH_IMAGE008
带入所述满油光电吸收方程，得到双边的所述第一能级组光量子的油线性质量吸收系数
Figure DEST_PATH_IMAGE078
；
同理，计算得到双边的所述第一能级组光量子的气线性质量吸收系数
Figure DEST_PATH_IMAGE080
、水线性质量吸收系数
Figure DEST_PATH_IMAGE082
及固线性质量吸收系数
Figure DEST_PATH_IMAGE084
。
通过采用上述技术方案，对于第一能级组光量子针对不同流体介质的线性质量吸收系数的标定值的具体计算过程如下：
首先，第一能级组光量子（能量31keV）对于混相流体的各流体介质的光电吸收总方程是：
Figure 954648DEST_PATH_IMAGE056
；
其中，
Figure 167455DEST_PATH_IMAGE058
下标为
Figure 748609DEST_PATH_IMAGE060
、
Figure 552617DEST_PATH_IMAGE062
、
Figure 452177DEST_PATH_IMAGE064
或
Figure 734254DEST_PATH_IMAGE066
，
Figure 169915DEST_PATH_IMAGE060
表示流体介质为油，
Figure 879245DEST_PATH_IMAGE062
表示流体介质为气，
Figure 531681DEST_PATH_IMAGE064
表示流体介质为水，
Figure 86290DEST_PATH_IMAGE066
表示流体介质为固，
Figure 642036DEST_PATH_IMAGE068
为油线性质量，
Figure 522267DEST_PATH_IMAGE070
为气线性质量，
Figure 390561DEST_PATH_IMAGE072
为水线性质量，
Figure 280020DEST_PATH_IMAGE074
为固线性质量，当管道内的流体介质为满油时，将第一能级组光量子的各流体介质的光电吸收总方程变换为满油光电吸收方程，具体为：
Figure 690272DEST_PATH_IMAGE076
；
再将无介质透射数量
Figure 6984DEST_PATH_IMAGE002
及油透射数量
Figure 135477DEST_PATH_IMAGE008
带入以上满油光电吸收方程中，得到双边的第一能级组光量子的油线性质量吸收系数
Figure 796003DEST_PATH_IMAGE078
；
与以上油线性质量吸收系数的计算同理，计算得到双边的第一能级组光量子的气线性质量吸收系数
Figure 326342DEST_PATH_IMAGE080
、水线性质量吸收系数
Figure 548376DEST_PATH_IMAGE082
及固线性质量吸收系数
Figure 164165DEST_PATH_IMAGE084
。
可选的，所述流量计具有节流器件，所述节流器件为文丘里管，所述获取所述流量计的结构相关参数，包括：
获取所述流量计的结构流出系数
Figure DEST_PATH_IMAGE086
、结构性常数
Figure DEST_PATH_IMAGE088
、膨胀系数
Figure DEST_PATH_IMAGE090
、文丘里管上游取压口与喉径之间的差压值
Figure DEST_PATH_IMAGE092
及湿气在测量横截面上的平均面密度
Figure DEST_PATH_IMAGE094
，其中，所述
Figure DEST_PATH_IMAGE096
为所述文丘里管喉径处直径，所述
Figure DEST_PATH_IMAGE098
为所述文丘里管喉径与直管段直径之比，
Figure DEST_PATH_IMAGE100
为所述文丘里管上游取压口处介质的密度，所述
Figure DEST_PATH_IMAGE102
，所述
Figure DEST_PATH_IMAGE104
为测量横截面的面积，所述
Figure DEST_PATH_IMAGE106
；
根据结构流出系数
Figure 539301DEST_PATH_IMAGE086
、所述结构性常数
Figure DEST_PATH_IMAGE108
、所述膨胀系数
Figure 861829DEST_PATH_IMAGE090
、所述文丘里管上游取压口与喉径之间的差压值
Figure 254764DEST_PATH_IMAGE092
及所述湿气在测量横截面上的平均面密度
Figure 590806DEST_PATH_IMAGE094
，得到结构相关参数
Figure DEST_PATH_IMAGE110
。
通过采用上述技术方案，流量计的节流器件具体是文丘里管，那么流量计的结构相关参数是结构流出系数
Figure 297862DEST_PATH_IMAGE086
、结构性常数
Figure 537213DEST_PATH_IMAGE088
、膨胀系数
Figure 865164DEST_PATH_IMAGE090
、文丘里管上游取压口与喉径之间的差压值
Figure 189966DEST_PATH_IMAGE092
及湿气在测量横截面上的平均面密度
Figure 763030DEST_PATH_IMAGE094
，其中，
Figure 122467DEST_PATH_IMAGE096
为文丘里管喉径处直径，
Figure 857205DEST_PATH_IMAGE098
为文丘里管喉径与直管段直径之比，
Figure 167838DEST_PATH_IMAGE100
为文丘里管上游取压口处介质的密度，
Figure 279014DEST_PATH_IMAGE102
，
Figure 492957DEST_PATH_IMAGE104
为测量横截面的面积，
Figure 664176DEST_PATH_IMAGE106
；结构相关参数为
Figure 963570DEST_PATH_IMAGE110
。
可选的，所述根据所述实测透射数量、所述无介质透射数量、所述线性质量吸收系数及所述流量计的结构相关参数，计算得到各流体介质的线性质量，包括：
根据所述流量计的结构相关参数
Figure 878436DEST_PATH_IMAGE110
构建得到方程
Figure DEST_PATH_IMAGE112
；
结合所述第一能级组光量子的各流体介质的光电吸收总方程
Figure 400683DEST_PATH_IMAGE056
、所述第二能级组光量子的各流体介质的光电吸收总方程
Figure DEST_PATH_IMAGE114
、所述第三能级组光量子的各流体介质的康普顿吸收方程
Figure DEST_PATH_IMAGE116
构建得到四元一次方程组：
Figure 149327DEST_PATH_IMAGE056
；
Figure 168974DEST_PATH_IMAGE114
；
Figure DEST_PATH_IMAGE118
；
Figure 90793DEST_PATH_IMAGE112
；
根据所述四元一次方程组，构建得到行列式
Figure DEST_PATH_IMAGE120
、
Figure DEST_PATH_IMAGE122
、
Figure DEST_PATH_IMAGE124
、
Figure DEST_PATH_IMAGE126
及
Figure DEST_PATH_IMAGE128
；
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE130
；
Figure DEST_PATH_IMAGE132
；
Figure DEST_PATH_IMAGE134
；
Figure DEST_PATH_IMAGE136
；
Figure DEST_PATH_IMAGE138
；
根据所述
Figure 512285DEST_PATH_IMAGE120
、所述
Figure 25306DEST_PATH_IMAGE122
、所述
Figure 803687DEST_PATH_IMAGE124
、所述
Figure 60356DEST_PATH_IMAGE126
及所述
Figure 103398DEST_PATH_IMAGE128
的行列式求解得到双边的所述四相混相流体的油线性质量
Figure DEST_PATH_IMAGE140
、气线性质量
Figure DEST_PATH_IMAGE142
、水线性质量
Figure DEST_PATH_IMAGE144
及固线性质量
Figure DEST_PATH_IMAGE146
。
通过采用上述技术方案，在已经有了第一能级组光量子（能量31keV）的各流体介质的光电吸收总方程、第二能级组光量子（能量81keV）的各流体介质的光电吸收总方程及第三能级组光量子（能量356keV）的各流体介质的康普顿吸收方程之后，结合流量计的结构相关参数
Figure 98905DEST_PATH_IMAGE110
构建得到的方程
Figure 860188DEST_PATH_IMAGE112
，构建得到四元一次方程组，从而构建出行列式
Figure 654968DEST_PATH_IMAGE120
、
Figure 785473DEST_PATH_IMAGE122
、
Figure 905876DEST_PATH_IMAGE124
、
Figure 888875DEST_PATH_IMAGE126
及
Figure 487347DEST_PATH_IMAGE128
，求解得到四相混相流体的油线性质量
Figure 504981DEST_PATH_IMAGE140
、气线性质量
Figure 29241DEST_PATH_IMAGE142
、水线性质量
Figure 499537DEST_PATH_IMAGE144
及固线性质量
Figure 636120DEST_PATH_IMAGE146
，通过行列式的方式进行计算，可以简化计算的复杂程度，提高计算效率。
可选的，所述根据双边的所有流体介质的线性质量计算得到所述四相混相流体的每相流体介质的质量相分率，包括：
根据双边的所述四相混相流体的所述油线性质量
Figure 508261DEST_PATH_IMAGE068
、所述气线性质量
Figure 704888DEST_PATH_IMAGE070
、所述水线性质量
Figure 155155DEST_PATH_IMAGE072
及所述固线性质量
Figure 95429DEST_PATH_IMAGE146
，计算得到油质量相分率
Figure DEST_PATH_IMAGE148
、气质量相分率
Figure DEST_PATH_IMAGE150
、水质量相分率
Figure DEST_PATH_IMAGE152
及固质量相分率
Figure DEST_PATH_IMAGE154
；
所述油质量相分率
Figure DEST_PATH_IMAGE156
；
所述气质量相分率
Figure DEST_PATH_IMAGE158
；
所述水质量相分率
Figure DEST_PATH_IMAGE160
；
所述固质量相分率
Figure DEST_PATH_IMAGE162
。
通过采用上述技术方案，在已经计算得到四相混相流体中的油线性质量
Figure 914087DEST_PATH_IMAGE068
、气线性质量
Figure 547194DEST_PATH_IMAGE070
、水线性质量
Figure 992082DEST_PATH_IMAGE072
及固线性质量
Figure 204888DEST_PATH_IMAGE074
之后，对于不同流体介质，是通过将该流体介质的线性质量除以所有流体介质的线性质量之和的方式，从而计算得到该流体介质的质量相分率。
第二方面，本申请提供一种四相混相质量流量的在线计量装置，采用如下的技术方案：
一种四相混相质量流量的在线计量装置，包括：
安装在管道上的流量计，所述管道用于将四相混相流体从油气井流出；
所述流量计用于执行第一方面中的四相混相质量流量的在线计量方法得到所述四相混相流体的各流体介质的质量相分率。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.由于流量计设置在管道上，通过设置管道控制四相混相流体从油气井流出，并且流量计通过双边的至少三组不同能级的光量子进行测量，不需要工作人员对四相混相流体进行取样和分离化验，减少了人力和时间消耗，降低了成本；
2.流量计通过双边的Ba-133光量子源，产生三组能级分别为31keV、81keV及356keV的光量子，依据物质与31keV和81keV的能量的光量子组的光电截面，以及物质与356keV 能量的光量子组的康普顿截面，并结合流量计的文丘里管的结构相关参数，从而实现了四相混相流体中各流体介质的线性质量测量。
附图说明
图1是本申请的四相混相质量流量的在线计量方法的流程示意图。
图2是本申请的四相混相质量流量的在线计量装置的结构示意图。
图3是本申请的计算各流体介质的线性质量的流程示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请实施例公开一种四相混相质量流量的在线计量方法。
参照图1，该方法的执行步骤包括：
101，将四相混相流体从油气井通过管道流出。
其中，四相混相质量流量的在线计量装置如图2所示，其中流量计202安装在管道201上，在进行石油开采过程中，油气井完成后，通过设置管道201控制四相混相流体从油气井流出，四相混相流体包括油、气、水、固四种流体介质。
102，通过安装在管道上的流量计对混相流体进行双边的多能级组光量子测量，得到每一边的每相流体介质的线性质量。
其中，安装在管道上的流量计可以通过双边发射至少三组不同能级的光量子，对通过流量计的四相混相流体进行双边的多能级组光量子测量，得到每一边的各流体介质的线性质量。之所以采用双边发射进行双边测量，是因为当四相中有固相存在时，由于测量的复杂的耦合关系，需要双边测量以优化及提高测量精度。
具体的，光量子简称光子（photon），是传递电磁相互作用的基本粒子，是一种规范玻色子。光子是电磁辐射的载体，而在量子场论中光子被认为是电磁相互作用的媒介子。与大多数基本粒子相比，光子的静止质量为零，这意味着其在真空中的传播速度是光速。与其他量子一样，光子具有波粒二象性：光子能够表现出经典波的折射、干涉及衍射等性质；而光子的粒子性可由光电效应证明。光子只能传递量子化的能量，是点阵粒子，是圈量子粒子的质能相态。一个光子能量的多少正比于光波的频率大小， 频率越高, 能量越高。当一个光子被原子吸收时，就有一个电子获得足够的能量从而从内轨道跃迁到外轨道,具有电子跃迁的原子就从基态变成了激发态。
在流量计的双边都使用Ba-133光量子源，发射的多能级组光量子以三组为例，第一能级组光量子的能量为31keV，第二能级组光量子的能量为81keV，第三能级组光量子的能量为356keV，Ba-133光量子源放射性活度为25 微居，可以每秒发射近一百万个31keV、81keV和356keV 能量组的三个能量组的单个光量子，通过对每一个光量子能量的测量，依据物质与31keV和81keV的能量的光量子组的光电截面，以及物质与356keV 能量的光量子组的康普顿截面，可以完成四相混相流体的线性质量测量。
103，根据双边的所有流体介质的线性质量计算得到四相混相流体的每相流体介质的质量相分率。
其中，在计算得到每一边的各流体介质的线性质量之后，依据所有流体介质的线性质量计算得到混相流体的各流体介质的质量相分率。
本实施例的实施原理为：油气井完成后，通过设置管道控制四相混相流体从油气井流出，在管道上安装流量计，流量计的双边发射至少三组不同能级的光量子，对管道中的四相混相流体进行双边的多能级组光量子测量，得到每一边的各流体介质的线性质量，再计算得到四相混相流体的各流体介质的质量相分率。由于流量计是设置在管道上的，并且流量计是通过双边至少三组不同能级的光量子进行测量，不需要工作人员对混相流体进行取样和分离化验，减少了人力和时间消耗，降低了成本。
在以上图1所示的实施例的步骤102中介绍了流量计发射光量子的是双边的Ba-133光量子源，第一能级组光量子的能量为31keV，第二能级组光量子的能量为81keV，第三能级组光量子的能量为356keV，那么各流体介质的线性质量的具体计算如下：
参照图3，计算各流体介质的线性质量的执行步骤包括：
301，通过安装在管道上的流量计双边分别发射第一能级组光量子、第二能级组光量子及第三能级组光量子。
其中，根据图1所示的实施例中对于流量计的描述，双边的Ba-133光量子源分别发射第一能级组光量子的能量为31keV，第二能级组光量子的能量为81keV，第三能级组光量子的能量为356keV。
302，探测接收双边的每组能级组光量子的实测透射数量。
其中，通过双边的光量子探头探测接收每组能级组光量子穿过四相混相流体的实测透射数量。
303，获取双边的每组能级组光量子的无介质透射数量。
其中，无介质透射数量是标定值，可以通过预先的标定计算得到，计算原理为：设置管道内是空管无介质时，通过流量计双边发射第一能级组光量子、第二能级组光量子及第三能级组光量子，通过双边设置的光量子探头就能探测接收到第一能级组光量子的无介质透射数量
Figure 51622DEST_PATH_IMAGE002
、第二能级组光量子的无介质透射数量
Figure 88585DEST_PATH_IMAGE004
及第三能级组光量子的无介质透射数量
Figure 20769DEST_PATH_IMAGE006
。
304，获取双边的第一能级组光量子、第二能级组光量子及第三能级组光量子对应各流体介质的线性质量吸收系数。
其中，在目前的油气井开采过程中，对油气井流出的混相流体中各组份的监测最重要的流体介质是油、气、水及固，对于各流体介质的线性质量吸收系数的标定值的计算原理为：
（1）、将管道内的流体介质设置为满油，通过流量计双边分别发射第一能级组光量子、第二能级组光量子及第三能级组光量子，通过光量子探头探测接收第一能级组光量子的油透射数量
Figure 302846DEST_PATH_IMAGE008
、第二能级组光量子的油透射数量
Figure 4086DEST_PATH_IMAGE010
及第三能级组光量子的油透射数量
Figure 978995DEST_PATH_IMAGE012
；
（2）、将管道内的流体介质设置为满气，通过流量计双边分别发射第一能级组光量子、第二能级组光量子及第三能级组光量子，探测接收第一能级组光量子的气透射数量
Figure 132896DEST_PATH_IMAGE014
、第二能级组光量子的气透射数量
Figure 457479DEST_PATH_IMAGE016
及第三能级组光量子的气透射数量
Figure 13225DEST_PATH_IMAGE018
；
（3）、将管道内的流体介质设置为满水，通过流量计双边分别发射第一能级组光量子、第二能级组光量子及第三能级组光量子，探测接收第一能级组光量子的水透射数量
Figure 159036DEST_PATH_IMAGE020
、第二能级组光量子的水透射数量
Figure 800233DEST_PATH_IMAGE022
及第三能级组光量子的水透射数量
Figure 424112DEST_PATH_IMAGE024
；
（4）、将管道内的流体介质为满固，通过流量计双边分别发射第一能级组光量子、第二能级组光量子及第三能级组光量子，探测接收第一能级组光量子的固透射数量
Figure 598479DEST_PATH_IMAGE026
、第二能级组光量子的固透射数量
Figure 649612DEST_PATH_IMAGE028
及第三能级组光量子的固透射数量
Figure 778105DEST_PATH_IMAGE030
；
（5）、再根据第一能级组光量子的满油光电吸收方程、满气光电吸收方程、满水光电吸收方程、满固光电吸收方程、无介质透射数量
Figure 205675DEST_PATH_IMAGE002
、油透射数量
Figure 470434DEST_PATH_IMAGE008
、气透射数量
Figure 456583DEST_PATH_IMAGE014
、水透射数量
Figure 72372DEST_PATH_IMAGE020
及固透射数量
Figure 303633DEST_PATH_IMAGE026
，分别计算得到双边的第一能级组光量子的油线性质量吸收系数
Figure 422899DEST_PATH_IMAGE032
、气线性质量吸收系数
Figure 815834DEST_PATH_IMAGE034
、水线性质量吸收系数
Figure 417454DEST_PATH_IMAGE036
及固线性质量吸收系数
Figure 186827DEST_PATH_IMAGE038
；
由于第一能级组光量子（能量31keV）对于混相流体的各流体介质的光电吸收总方程是：
Figure 691758DEST_PATH_IMAGE056
；
其中，
Figure 255594DEST_PATH_IMAGE058
下标为
Figure 580396DEST_PATH_IMAGE060
、
Figure 669574DEST_PATH_IMAGE062
、
Figure 763431DEST_PATH_IMAGE064
或
Figure 763749DEST_PATH_IMAGE066
，
Figure 310268DEST_PATH_IMAGE060
表示流体介质为油，
Figure 687022DEST_PATH_IMAGE062
表示流体介质为气，
Figure 399501DEST_PATH_IMAGE064
表示流体介质为水，
Figure 570719DEST_PATH_IMAGE066
表示流体介质为固，
Figure 870114DEST_PATH_IMAGE068
为油线性质量，
Figure 784980DEST_PATH_IMAGE070
为气线性质量，
Figure 853430DEST_PATH_IMAGE072
为水线性质量，
Figure 428506DEST_PATH_IMAGE074
为固线性质量，当管道内的流体介质为满油时，将第一能级组光量子的各流体介质的光电吸收总方程变换为满油光电吸收方程，满油光电吸收方程的表达式为：
Figure 215196DEST_PATH_IMAGE076
；
再将无介质透射数量
Figure 668174DEST_PATH_IMAGE002
及油透射数量
Figure 591131DEST_PATH_IMAGE008
带入以上满油光电吸收方程中，得到第一能级组光量子的油线性质量吸收系数
Figure 104152DEST_PATH_IMAGE078
；
与以上油线性质量吸收系数的计算同理，计算得到双边的第一能级组光量子的气线性质量吸收系数
Figure 876674DEST_PATH_IMAGE080
、水线性质量吸收系数
Figure DEST_PATH_IMAGE164
及固线性质量吸收系数
Figure 336605DEST_PATH_IMAGE084
。
（6）、根据第二能级组光量子的满油光电吸收方程、满气光电吸收方程、满水光电吸收方程、满固光电吸收方程、无介质透射数量
Figure 379647DEST_PATH_IMAGE004
、油透射数量
Figure 63569DEST_PATH_IMAGE010
、气透射数量
Figure 798088DEST_PATH_IMAGE016
、水透射数量
Figure 858448DEST_PATH_IMAGE022
及固透射数量
Figure 755997DEST_PATH_IMAGE028
，计算得到双边的第二能级组光量子的油线性质量吸收系数
Figure 345241DEST_PATH_IMAGE040
、气线性质量吸收系数
Figure 593820DEST_PATH_IMAGE042
、水线性质量吸收系数
Figure 690827DEST_PATH_IMAGE044
及固线性质量吸收系数
Figure 177303DEST_PATH_IMAGE046
；
第二能级组光量子（能量81keV）对于混相流体的各流体介质的光电吸收总方程是：
Figure DEST_PATH_IMAGE166
；
油线性质量吸收系数
Figure 671869DEST_PATH_IMAGE040
、气线性质量吸收系数
Figure 142165DEST_PATH_IMAGE042
、水线性质量吸收系数
Figure 42862DEST_PATH_IMAGE044
及固线性质量吸收系数
Figure 383845DEST_PATH_IMAGE046
的计算原理，如以上（5）中类似。
（7）、根据第三能级组光量子的满油康普顿吸收方程、满气康普顿吸收方程、满水康普顿吸收方程、满固康普顿吸收方程、无介质透射数量
Figure 846050DEST_PATH_IMAGE006
、油透射数量
Figure 803642DEST_PATH_IMAGE012
、气透射数量
Figure 743916DEST_PATH_IMAGE018
、水透射数量
Figure 969099DEST_PATH_IMAGE024
及固透射数量
Figure 336626DEST_PATH_IMAGE030
，计算得到双边的第三能级组光量子的油线性质量吸收系数
Figure 515935DEST_PATH_IMAGE048
、气线性质量吸收系数
Figure 259900DEST_PATH_IMAGE050
、水线性质量吸收系数
Figure 106633DEST_PATH_IMAGE052
及固线性质量吸收系数
Figure 137738DEST_PATH_IMAGE054
；
第三能级组光量子（能量356keV）对于混相流体的各流体介质的康普顿吸收总方程是：
Figure 69922DEST_PATH_IMAGE118
；
油线性质量吸收系数
Figure 86419DEST_PATH_IMAGE048
、气线性质量吸收系数
Figure 787659DEST_PATH_IMAGE050
、水线性质量吸收系数
Figure 496989DEST_PATH_IMAGE052
及固线性质量吸收系数
Figure 149425DEST_PATH_IMAGE054
的计算原理，如以上（5）中类似。
305，获取流量计的结构相关参数。
其中，流量计具有节流器件，节流器件为文丘里管，获取流量计的结构流出系数
Figure 235193DEST_PATH_IMAGE086
、结构性常数
Figure 790939DEST_PATH_IMAGE088
、膨胀系数
Figure 936750DEST_PATH_IMAGE090
、文丘里管上游取压口与喉径之间的差压值
Figure 577946DEST_PATH_IMAGE092
及湿气在测量横截面上的平均面密度
Figure 700361DEST_PATH_IMAGE094
，其中，
Figure 110614DEST_PATH_IMAGE096
为文丘里管喉径处直径，
Figure 161746DEST_PATH_IMAGE098
为文丘里管喉径与直管段直径之比，
Figure 290239DEST_PATH_IMAGE100
为文丘里管上游取压口处介质的密度，
Figure 717810DEST_PATH_IMAGE102
，
Figure 746683DEST_PATH_IMAGE104
为测量横截面的面积，
Figure 234296DEST_PATH_IMAGE106
；根据结构流出系数
Figure 584506DEST_PATH_IMAGE086
、结构性常数
Figure 815768DEST_PATH_IMAGE108
、膨胀系数
Figure 935033DEST_PATH_IMAGE090
、文丘里管上游取压口与喉径之间的差压值
Figure 97942DEST_PATH_IMAGE092
及湿气在测量横截面上的平均面密度
Figure 201027DEST_PATH_IMAGE094
，得到结构相关参数
Figure 970400DEST_PATH_IMAGE110
。
306，根据实测透射数量、无介质透射数量、线性质量吸收系数及流量计的结构相关参数，计算得到双边的各流体介质的线性质量。
其中，根据流量计的结构相关参数
Figure 209752DEST_PATH_IMAGE110
构建得到方程
Figure 773588DEST_PATH_IMAGE112
；
结合以上提到的第一能级组光量子的各流体介质的光电吸收总方程
Figure 862505DEST_PATH_IMAGE056
、第二能级组光量子的各流体介质的光电吸收总方程
Figure 169989DEST_PATH_IMAGE114
、第三能级组光量子的各流体介质的康普顿吸收方程
Figure 529427DEST_PATH_IMAGE118
；
构建得到四元一次方程组：
Figure 529744DEST_PATH_IMAGE056
；
Figure 341842DEST_PATH_IMAGE114
；
Figure 951552DEST_PATH_IMAGE118
；
Figure 165496DEST_PATH_IMAGE112
；
根据以上的方程组，构建得到行列式
Figure 336714DEST_PATH_IMAGE120
、
Figure 636109DEST_PATH_IMAGE122
、
Figure 285396DEST_PATH_IMAGE124
、
Figure 117960DEST_PATH_IMAGE126
及
Figure 460080DEST_PATH_IMAGE128
；
Figure 981191DEST_PATH_IMAGE130
；
Figure 434169DEST_PATH_IMAGE132
；
Figure 622705DEST_PATH_IMAGE134
；
Figure 651839DEST_PATH_IMAGE136
；
Figure 925826DEST_PATH_IMAGE138
；
根据以上
Figure 182495DEST_PATH_IMAGE120
、
Figure 225537DEST_PATH_IMAGE122
、
Figure 909459DEST_PATH_IMAGE124
、
Figure 638119DEST_PATH_IMAGE126
及
Figure 964058DEST_PATH_IMAGE128
的行列式，求解得到双边的四相混相流体的油线性质量
Figure 596028DEST_PATH_IMAGE140
、气线性质量
Figure 450851DEST_PATH_IMAGE142
、水线性质量
Figure 699430DEST_PATH_IMAGE144
及固线性质量
Figure 796437DEST_PATH_IMAGE146
。
本实施例的实施原理为：通过以第一能级组光量子的能量为31keV、第二能级组光量子的能量为81keV及第三能级组光量子的能量为356keV为例子，对四相混相流体中油、气、水及固的流体介质，进行线性质量的测量。在计算过程中，所需要的无介质透射数量及线性质量吸收系数都是标定值，可以通过空管无介质、满油、满气、满水及满固等状态分别进行标定计算，流量计由于使用的是文丘里管，可以获取到结构相关参数，将3个不同能级的光量子的光电吸收方程及康普顿吸收方程，并且结合结构相关参数构建的方程，就能构建四元一次方程组，通过行列式，计算出四相混相流体的油线性质量、气线性质量、水线性质量及固线性质量。
可选的，在以上图3所示实施例中，计算得到油线性质量、气线性质量及水线性质量之后，还可以根据双边的混相流体的油线性质量
Figure 548492DEST_PATH_IMAGE068
、气线性质量
Figure 839796DEST_PATH_IMAGE070
、水线性质量
Figure 44512DEST_PATH_IMAGE072
及固线性质量
Figure 181096DEST_PATH_IMAGE074
，计算得到油质量相分率
Figure 551772DEST_PATH_IMAGE148
、气质量相分率
Figure 13977DEST_PATH_IMAGE150
、水质量相分率
Figure 705990DEST_PATH_IMAGE152
及固质量相分率
Figure 911843DEST_PATH_IMAGE154
，表达式如下：
油质量相分率
Figure 638491DEST_PATH_IMAGE156
；
气质量相分率
Figure 6018DEST_PATH_IMAGE158
；
水质量相分率
Figure 158563DEST_PATH_IMAGE160
；
固质量相分率
Figure 902528DEST_PATH_IMAGE162
。
在已经计算得到混相流体中的双边的油线性质量
Figure 749261DEST_PATH_IMAGE068
、气线性质量
Figure 287690DEST_PATH_IMAGE070
、水线性质量
Figure 452830DEST_PATH_IMAGE072
及固线性质量
Figure 486DEST_PATH_IMAGE074
之后，对于不同流体介质，是通过将该流体介质的线性质量除以所有流体介质的线性质量之和的方式，从而计算得到每一边的流体介质的质量相分率，将两边的值进行平均，就能得到最终的每个流体介质的质量相分率。
如图2所示，本申请实施例还公开一种四相混相质量流量的在线计量装置，包括：
安装在管道201上的流量计202，管道201用于将四相混相流体从油气井流出；
流量计202用于执行以上实施例中的四相混相质量流量的在线计量方法，从而得到四相混相流体的各流体介质的质量相分率。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (10)

1.一种四相混相质量流量的在线计量方法，其特征在于，包括：
将四相混相流体从油气井通过管道流出；
通过安装在所述管道上的流量计对所述四相混相流体进行双边的多能级组光量子测量，得到每一边的每相流体介质的线性质量，所述多能级组光量子包括至少三组不同能级的光量子；
根据双边的所有流体介质的线性质量计算得到所述四相混相流体的每相流体介质的质量相分率。
2.根据权利要求1所述的四相混相质量流量的在线计量方法，其特征在于，所述多能级组光量子包括第一能级组光量子、第二能级组光量子及第三能级组光量子，
所述第一能级组光量子的能量为31keV，所述第二能级组光量子的能量为81keV，所述第三能级组光量子的能量为356keV。
3.根据权利要求2所述的四相混相质量流量的在线计量方法，其特征在于，所述通过安装在所述管道上的流量计对所述四相混相流体进行双边的多能级组光量子测量，得到双边的每相流体介质的线性质量，包括：
通过安装在所述管道上的流量计双边分别发射第一能级组光量子、第二能级组光量子及第三能级组光量子；
探测接收双边的每组能级组光量子的实测透射数量；
获取双边的每组能级组光量子的无介质透射数量，所述无介质透射数量为对应能级组光量子在空管无介质时的透射数量；
获取双边的所述第一能级组光量子、所述第二能级组光量子及所述第三能级组光量子对应各流体介质的线性质量吸收系数；
获取所述流量计的结构相关参数；
根据所述实测透射数量、所述无介质透射数量、所述线性质量吸收系数及所述流量计的结构相关参数，计算得到双边的各流体介质的线性质量。
4.根据权利要求3所述的四相混相质量流量的在线计量方法，其特征在于，所述获取双边的每组能级组光量子的无介质透射数量，包括：
当所述管道内空管无介质时，通过所述流量计双边分别发射所述第一能级组光量子、所述第二能级组光量子及所述第三能级组光量子；
探测接收双边的所述第一能级组光量子的无介质透射数量
Figure DEST_PATH_IMAGE001
、所述第二能级组光量 子的无介质透射数量
Figure 265711DEST_PATH_IMAGE002
及所述第三能级组光量子的无介质透射数量
Figure DEST_PATH_IMAGE003
。
5.根据权利要求4所述的四相混相质量流量的在线计量方法，其特征在于，所述四相混相流体包括的流体介质包括油、气、水及固，
所述获取双边的所述第一能级组光量子、所述第二能级组光量子及所述第三能级组光量子对应各流体介质的线性质量吸收系数，包括：
当所述管道内的流体介质为满油时，通过所述流量计双边分别发射所述第一能级组光 量子、所述第二能级组光量子及所述第三能级组光量子，探测接收双边的所述第一能级组 光量子的油透射数量
Figure 266903DEST_PATH_IMAGE004
、所述第二能级组光量子的油透射数量
Figure DEST_PATH_IMAGE005
及所述第三能级组光 量子的油透射数量
Figure 385032DEST_PATH_IMAGE006
；
当所述管道内的流体介质为满气时，通过所述流量计双边分别发射所述第一能级组光 量子、所述第二能级组光量子及所述第三能级组光量子，探测接收双边的所述第一能级组 光量子的气透射数量
Figure DEST_PATH_IMAGE007
、所述第二能级组光量子的气透射数量
Figure 895560DEST_PATH_IMAGE008
及所述第三能级组光 量子的气透射数量
Figure DEST_PATH_IMAGE009
；
当所述管道内的流体介质为满水时，通过所述流量计双边分别发射所述第一能级组光 量子、所述第二能级组光量子及所述第三能级组光量子，探测接收双边的所述第一能级组 光量子的水透射数量
Figure 440942DEST_PATH_IMAGE010
、所述第二能级组光量子的水透射数量
Figure DEST_PATH_IMAGE011
及所述第三能级组 光量子的水透射数量
Figure 430894DEST_PATH_IMAGE012
；
当所述管道内的流体介质为满固时，通过所述流量计双边分别发射所述第一能级组光 量子、所述第二能级组光量子及所述第三能级组光量子，探测接收双边的所述第一能级组 光量子的固透射数量
Figure DEST_PATH_IMAGE013
、所述第二能级组光量子的固透射数量
Figure 585670DEST_PATH_IMAGE014
及所述第三能级组光 量子的固透射数量
Figure DEST_PATH_IMAGE015
；
根据所述第一能级组光量子的满油光电吸收方程、满气光电吸收方程、满水光电吸收 方程、满固光电吸收方程、无介质透射数量
Figure 977468DEST_PATH_IMAGE001
、油透射数量
Figure 21648DEST_PATH_IMAGE004
、气透射数量
Figure 764476DEST_PATH_IMAGE007
、水透射 数量
Figure 50838DEST_PATH_IMAGE010
及固透射数量
Figure 562722DEST_PATH_IMAGE013
，分别计算得到双边的所述第一能级组光量子的油线性质量 吸收系数
Figure 777803DEST_PATH_IMAGE016
、气线性质量吸收系数
Figure DEST_PATH_IMAGE017
、水线性质量吸收系数
Figure 476769DEST_PATH_IMAGE018
及固线性质量吸收系 数
Figure DEST_PATH_IMAGE019
；
根据所述第二能级组光量子的满油光电吸收方程、满气光电吸收方程、满水光电吸收 方程、满固光电吸收方程、无介质透射数量
Figure 238926DEST_PATH_IMAGE002
、油透射数量
Figure 605316DEST_PATH_IMAGE005
、气透射数量
Figure 991298DEST_PATH_IMAGE008
、水透射 数量
Figure 708719DEST_PATH_IMAGE011
及固透射数量
Figure 534287DEST_PATH_IMAGE014
，计算得到双边的所述第二能级组光量子的油线性质量吸收 系数
Figure 817501DEST_PATH_IMAGE020
、气线性质量吸收系数
Figure DEST_PATH_IMAGE021
、水线性质量吸收系数
Figure 312067DEST_PATH_IMAGE022
及固线性质量吸收系数
Figure DEST_PATH_IMAGE023
；
根据所述第三能级组光量子的满油康普顿吸收方程、满气康普顿吸收方程、满水康普 顿吸收方程、满固康普顿吸收方程、无介质透射数量
Figure 985625DEST_PATH_IMAGE003
、油透射数量
Figure 355164DEST_PATH_IMAGE006
、气透射数量
Figure 492884DEST_PATH_IMAGE009
、水透射数量
Figure 423931DEST_PATH_IMAGE012
及固透射数量
Figure 912681DEST_PATH_IMAGE015
，计算得到双边的所述第三能级组光量子的油线 性质量吸收系数
Figure 321797DEST_PATH_IMAGE024
、气线性质量吸收系数
Figure DEST_PATH_IMAGE025
、水线性质量吸收系数
Figure 15821DEST_PATH_IMAGE026
及固线性质量 吸收系数
Figure DEST_PATH_IMAGE027
。
6.根据权利要求5所述的四相混相质量流量的在线计量方法，其特征在于，所述根据所 述第一能级组光量子的满油光电吸收方程、满气光电吸收方程、满水光电吸收方程、满固光 电吸收方程、无介质透射数量
Figure 586611DEST_PATH_IMAGE001
、油透射数量
Figure 500341DEST_PATH_IMAGE004
、气透射数量
Figure 8420DEST_PATH_IMAGE007
、水透射数量
Figure 386312DEST_PATH_IMAGE010
及 固透射数量
Figure 659161DEST_PATH_IMAGE013
，分别计算得到双边的所述第一能级组光量子的油线性质量吸收系数
Figure 60187DEST_PATH_IMAGE016
、气线性质量吸收系数
Figure 873422DEST_PATH_IMAGE017
、水线性质量吸收系数
Figure 840241DEST_PATH_IMAGE018
及固线性质量吸收系数
Figure 522807DEST_PATH_IMAGE019
，包括：
根据所述第一能级组光量子的各流体介质的光电吸收总方程
Figure 473445DEST_PATH_IMAGE028
；
其中，所述
Figure DEST_PATH_IMAGE029
下标为
Figure 965738DEST_PATH_IMAGE030
、
Figure DEST_PATH_IMAGE031
、
Figure 223282DEST_PATH_IMAGE032
或
Figure DEST_PATH_IMAGE033
，所述
Figure 837934DEST_PATH_IMAGE030
表示流体介质为油，所述
Figure 947972DEST_PATH_IMAGE031
表示流体介质为气， 所述
Figure 103010DEST_PATH_IMAGE032
表示流体介质为水，所述
Figure 746219DEST_PATH_IMAGE033
表示流体介质为固，所述
Figure 328510DEST_PATH_IMAGE034
为油线性质量，所述
Figure DEST_PATH_IMAGE035
为气 线性质量，所述
Figure 660265DEST_PATH_IMAGE036
为水线性质量，所述
Figure DEST_PATH_IMAGE037
为固线性质量；
当所述管道内的流体介质为满油时，将所述第一能级组光量子的各流体介质的光电吸收总方程变换为满油光电吸收方程
Figure 789633DEST_PATH_IMAGE038
；
将所述无介质透射数量
Figure 54392DEST_PATH_IMAGE001
及油透射数量
Figure 10847DEST_PATH_IMAGE004
带入所述满油光电吸收方程，得到双边 的所述第一能级组光量子的油线性质量吸收系数
Figure DEST_PATH_IMAGE039
；
同理，计算得到双边的所述第一能级组光量子的气线性质量吸收系数
Figure 626636DEST_PATH_IMAGE040
、水线性质量吸收系数
Figure DEST_PATH_IMAGE041
及固线性质量吸收系数
Figure 514956DEST_PATH_IMAGE042
。
7.根据权利要求5所述的四相混相质量流量的在线计量方法，其特征在于，所述流量计具有节流器件，所述节流器件为文丘里管，
所述获取所述流量计的结构相关参数，包括：
获取所述流量计的结构流出系数
Figure DEST_PATH_IMAGE043
、结构性常数
Figure 103063DEST_PATH_IMAGE044
、膨胀系数
Figure DEST_PATH_IMAGE045
、文丘里管上 游取压口与喉径之间的差压值
Figure 728954DEST_PATH_IMAGE046
及湿气在测量横截面上的平均面密度
Figure DEST_PATH_IMAGE047
，其中，所述
Figure 35302DEST_PATH_IMAGE048
为所述文丘里管喉径处直径，所述
Figure DEST_PATH_IMAGE049
为所述文丘里管喉径与直管段直径之比，
Figure 211199DEST_PATH_IMAGE050
为所述文丘 里管上游取压口处介质的密度，所述
Figure DEST_PATH_IMAGE051
，所述
Figure 152348DEST_PATH_IMAGE052
为测量 横截面的面积，所述
Figure DEST_PATH_IMAGE053
；
根据所述结构流出系数
Figure 185026DEST_PATH_IMAGE043
、所述结构性常数
Figure 306566DEST_PATH_IMAGE054
、所述膨胀系数
Figure 581427DEST_PATH_IMAGE045
、所述文丘里管上游取压 口与喉径之间的差压值
Figure 472023DEST_PATH_IMAGE046
及所述湿气在测量横截面上的平均面密度
Figure 941182DEST_PATH_IMAGE047
，得到结构相关 参数
Figure DEST_PATH_IMAGE055
。
8.根据权利要求6和7所述的四相混相质量流量的在线计量方法，其特征在于，所述根据所述实测透射数量、所述无介质透射数量、所述线性质量吸收系数及所述流量计的结构相关参数，计算得到双边的各流体介质的线性质量，包括：
根据所述流量计的结构相关参数
Figure 956542DEST_PATH_IMAGE055
构建得到方程
Figure 864455DEST_PATH_IMAGE056
；
结合所述第一能级组光量子的各流体介质的光电吸收总方程
Figure 317214DEST_PATH_IMAGE028
、 所述第二能级组光量子的各流体介质的光电吸收总方程
Figure DEST_PATH_IMAGE057
、 所述第三能级组光量子的各流体介质的康普顿吸收方程
Figure 426116DEST_PATH_IMAGE058
；
构建得到四元一次方程组：
Figure 256668DEST_PATH_IMAGE028
；
Figure 374797DEST_PATH_IMAGE057
；
Figure 738520DEST_PATH_IMAGE058
；
Figure 549481DEST_PATH_IMAGE056
；
根据所述四元一次方程组，构建得到行列式
Figure DEST_PATH_IMAGE059
、
Figure 539434DEST_PATH_IMAGE060
、
Figure DEST_PATH_IMAGE061
、
Figure 694210DEST_PATH_IMAGE062
及
Figure DEST_PATH_IMAGE063
；
其中，
Figure 86008DEST_PATH_IMAGE064
；
Figure DEST_PATH_IMAGE065
；
Figure 802291DEST_PATH_IMAGE066
；
Figure DEST_PATH_IMAGE067
；
Figure 574813DEST_PATH_IMAGE068
；
根据所述
Figure 300323DEST_PATH_IMAGE059
、所述
Figure 874524DEST_PATH_IMAGE060
、所述
Figure 27288DEST_PATH_IMAGE061
、所述
Figure 54150DEST_PATH_IMAGE062
及所述
Figure 76027DEST_PATH_IMAGE063
的行列式求解得到双边的所述四相 混相流体的油线性质量
Figure DEST_PATH_IMAGE069
、气线性质量
Figure 176838DEST_PATH_IMAGE070
、水线性质量
Figure DEST_PATH_IMAGE071
及固线性质量
Figure 234924DEST_PATH_IMAGE072
。
9.根据权利要求8所述的四相混相质量流量的在线计量方法，其特征在于，所述根据双边的所有流体介质的线性质量计算得到所述四相混相流体的每相流体介质的质量相分率，包括：
根据双边的所述四相混相流体的所述油线性质量
Figure 749082DEST_PATH_IMAGE034
、所述气线性质量
Figure 377247DEST_PATH_IMAGE035
、所述水线 性质量
Figure 598144DEST_PATH_IMAGE036
及所述固线性质量
Figure 623869DEST_PATH_IMAGE037
，计算得到油质量相分率
Figure DEST_PATH_IMAGE073
、气质量相分率
Figure 297427DEST_PATH_IMAGE074
、水质 量相分率
Figure DEST_PATH_IMAGE075
及固质量相分率
Figure 135808DEST_PATH_IMAGE076
；
所述油质量相分率
Figure DEST_PATH_IMAGE077
；
所述气质量相分率
Figure 211211DEST_PATH_IMAGE078
；
所述水质量相分率
Figure DEST_PATH_IMAGE079
；
所述固质量相分率
Figure 640793DEST_PATH_IMAGE080
。
10.一种四相混相质量流量的在线计量装置，其特征在于，包括：
安装在管道上的流量计，所述管道用于将四相混相流体从油气井流出；
所述流量计用于执行权利要求1-9中所述的四相混相质量流量的在线计量方法得到所述四相混相流体的各流体介质的质量相分率。
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