自動計量技術的應用
[加入收藏][字號:大 中 小]
[時間:2009-12-07 石油知識 關注度:0]
摘要: 近年來，隨著油田綜合含水的不斷升高，伴生氣逐年減少，個別稠油區塊開發初期就缺少伴生氣，造成普通分離器無法壓液面，導致這些區塊單井產量無法計量。例如，孤島采油廠的B76區塊和B21稠油區塊，因為油稠、含氣量小（＜5%），造成不能計量。主要...
近年來，隨著油田綜合含水的不斷升高，伴生氣逐年減少，個別稠油區塊開發初期就缺少伴生氣，造成普通分離器無法壓液面，導致這些區塊單井產量無法計量。例如，孤島采油廠的B76區塊和B21稠油區塊，因為油稠、含氣量小（＜5%），造成不能計量。主要問題有：①介質復雜，含油、水、少量氣體及其它雜質；②流態不穩，單井流量呈脈沖式。目前的計量誤差高達50%～60%，甚至更高，嚴重影響這些區塊油井資料的錄取，對油田下一步的穩產開發極為不利。而且，隨著油田開發的不斷進行，綜合含水不斷上升，此類不能計量的油井將越來越多，對油田生產的影響勢必日益突出。特別是進入油田開發后期，措施效果越來越差，為了掌握地下動態，尋找正確的挖潛方向，從而提高油田的開發效果，準確的第一手資料就顯得尤為重要。針對以上問題，我們對油田上常用的一些國內外三相計量產品做了初步的了解，并在此基礎上選擇了兩種技術含量高、價格適宜，比較適合油田生產情況的產品進行了先期試驗。
一、應用OWG-1000型原油、水、天然氣三相流量儀
使用在線流體混合器及文丘利流量計測量三相總流量。混合器是用來均勻混合多相流體的。當多相混合流體流動時，相與相之間存在著相對速度差，即相間相對滑移，會隨氣體和液體的流量以及壓力的變化而變化，影響測量精度。經過在線流體混合器之后，無論流量計入口為何種流態，都能產生多相均質流動。這樣，文丘利流量計便能準確的測量出多相流總體積流量。大量的實驗室和油田現場實驗結果說明，混合流體經過在線流體混合器后，文丘利流量計的計量精度大幅提高。文丘利流量計測量總量需結合氣液比和油水比的測量，求得混合流體的混合密度ρ，根據文丘利管的壓力降ΔP，得到總體積流量Q。
我們采用了水平管流體力學密度——質量法測量氣液比，油水比。密度質量法改變了傳統的取壓方式，傳統的取壓方式為壓力差測量方向與流體流動方向平行，OWG系列采用的是壓力差測量方向與流體流動方向垂直。流體在管道中流動時，流體內部及流體與管道之間會產生摩擦壓力降，此壓力降的方向與流體的流動方向在同一條直線上，并隨流量的變化而變化，所以傳統的取壓方式必需考慮摩擦壓力降的影響，在取壓的同時測量流量，用流量與摩擦壓力降關系對取壓進行校正，這樣取壓的精度受到流量精度的影響，形成兩級誤差，使測量精度大大降低。垂直取壓是取流體在垂直斷面上重力場的變化，由于流體在管道中流動時，其斷面重量是不斷變化的，即原油、污水比例（含水）是不斷變化的，通過重力場的變化可以確定含水的變化，最終確定含水率。垂直取壓采取壓力差測量方向與流體流動方向垂直，即與摩擦壓力降方向垂直的方法，這種方式具有測量壓力差不受摩擦壓力降變化影響的特點，保證了測量精度。
三相混合流體在水平管流過時，由于原油、水、天然氣各相密度質量存在差異，混合流體產生的壓力差不同，則相比率不同，根據多相流理論進行分析計算可以得到三相混合流體的各相比率。氣相與液相密度的差別特別大，如天然氣與水差1000多倍，天然氣與油差900多倍，根據這種差別，可以靈敏的測量出氣液相比率；油相與水相密度的差別小一些，只有百分之十幾，所以以前很少用密度質量法測量油水相比率。但是，近年來隨著差壓變送器技術的發展，差壓變送器的精度不斷提高，已經滿足用密度質量法進行組份分析的要求，現在通用的差壓變送器的精度已達到0.1級，差壓變送器高端產品的精度可達到0.05級。大量的試驗和實際應用證明，用現代的變送器測量油水相比率精度優于1%。
油水混合物產生的壓力Pn與其含水率Фn成一一對應的線性函數關系：y=f（x），由差壓便送器測量Pn，根據Pn與Фn的函數關系計算出含水率Фn。同理，也應用于氣液比的分析。
我們利用OWG-1000型原油、水、天然氣三相流量自動化分析計量設備在孤二聯進行了分隊計量。通過5個月的計量數據跟蹤，并以聯合站每旬盤庫產量進行考核對比，盤庫平均日產1700噸，三相流計量日產量1737噸，累計計量誤差2.92%，計量準確率達到了要求。
二、應用JDY-1型原油含水、含氣分析儀
應用JDY-1型原油含水含氣分析儀，其放射性同位素放射出的γ射線，當它穿過介質時，其強度要衰減，且衰減的大小隨介質的不同而不同，即取決于介質對γ射線的質量吸收系數和介質的密度。對于多相介質，介質對γ射線的吸收而帶來的γ射線強度的變化除了與介質種類有關，也與組成介質的各種組份所占的比例有關。因此通過測量穿過介質的γ射線的強度的變化，來獲得一些重要的信息，經過對這些信息的科學、合理的分析、處理與計算，便可得到組成介質的各種組份的含量。
1999年我們在孤島B21—3站安裝試驗了一臺JDY-1型含水含氣分析儀，用于分井計量。經過近一年的使用，該儀器在含水、含氣測量上基本能滿足精度要求。
從實踐中看，三相自動計量裝置計量比較準確，誤差率低，誤差穩定，較真實地反映出油井產量和工作情況，實現了油氣水實時連續自動計量。現場適應性強。使用較為可靠，故障率低，能夠適應高粘度、高含砂、高含水原油的計量。運行操作全自動化，簡易直觀。所有的計量數據、曲線、圖表清晰直觀，能夠自動生成日、周、月和年報，自動存儲，自動打印。裝置設備體積小，無需排泄污染物。以上兩種計量裝置各有其優點，OWG-1000型原油、水、天然氣三相流量自動化分析計量設備對流體密度以及地層水的礦化度要求較高，適用于原油密度小于0.96的流體計量，而JDY型含水含氣分析儀對此并無特別要求，適應性強，只要進一步完善計量儀表的精確度，便可在各類油田通用。用三相自動計量裝置來計量產量，技術上是可行的，精度達到了要求，滿足產品是原油，而對基層采油隊來說，其原油都不能較準確計量，其承包責任制和經濟核算制等的深入推進很難進行，這種情況不能適應油田改革發展的需要。
發布信息
