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油井計量技術(shù)現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢.rar
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油井計量技術(shù)現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢.rar
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| 油井計量技術(shù)現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢 | |
勝利石油管理局勘察設(shè)計研究院 郭長會 | |
| 摘要：介紹我國油田主要采用的油井產(chǎn)量計量方法，其中原油計量包括玻璃管液面計量油、電極量油、翻斗量油；天然氣計量包括孔板廁氣、分離氣排液測氣、氣體流量計測氣及含水量的測量。同時介紹油井采出液中油、氣、水產(chǎn)量綜合計量方法及其相關(guān)技術(shù)，闡述油井計量技術(shù)的發(fā)展趨勢。 關(guān)鍵詞：油井 原油計量氣體計量 含水率 計量裝置發(fā)展趨勢 油井產(chǎn)量的計量是油田生產(chǎn)管理中的一項重要工作，對油井產(chǎn)量進行準確、及時的計量，對掌握油藏狀況，制定生產(chǎn)方案，具有重要的指導(dǎo)意義。目前國內(nèi)各油田采用的油井產(chǎn)量計量方法主要有玻璃管量油孔板測氣、翻斗量油孔板測氣、兩相分離密度法和三相分離計量方法等。隨著技術(shù)的進步，油田越來越需要功能強、自動化程度高的油井計量設(shè)備以提高勞動生產(chǎn)率和油田的管理水平。 1.原油的測量 （1）玻璃管液面計量油 在油氣分離器上安裝一根長80左右并與分離器構(gòu)成連通管的玻璃管液面計。分離器內(nèi)一定重要的油將水壓倒玻璃管內(nèi)，根據(jù)玻璃管內(nèi)水上升的高度與分離器內(nèi)油量的關(guān)系得到分離器內(nèi)油的重量，由此測得玻璃管內(nèi)液面上升高度所需要的時間，即可折算出油井的產(chǎn)量。 玻璃管量油是國內(nèi)各油田普遍采用的傳統(tǒng)方法，約占油井總數(shù)的90%以上。該方法裝備簡單、投資少，但由于采用間歇量油的方式來折算產(chǎn)量，導(dǎo)致原油系統(tǒng)誤差為10% ～20%。另外在高含水期，特別是在特高含水期，對于氣液比低的油井計量后的排液十分困難，該計量操作造成很大不便。 （2）電報量油 在玻璃管液面計量油的基礎(chǔ)上，在規(guī)定的量油高度H上、下各安裝一個電極，當水上升到下電極時，計時電表接通開始計時，水上升到上電極時，電表切斷停止走動，記錄水上升H高的時間t，則可按照玻璃管液面計量油的方法計算出油井的產(chǎn)量。 （3）翻斗量油 翻斗量油裝置主要由量油器、計數(shù)器等組成。一個斗裝滿時翻到排油，另一個斗裝油，這樣反復(fù)循環(huán)來累積油量。這種量油裝置結(jié)構(gòu)簡單，具有一定計量精度。 2.天然氣的測量 （1）孔板測氣 孔板測氣是傳統(tǒng)的氣體計量方法，用節(jié)流孔板與波紋管壓差計配套進行測量，根據(jù)氣體流經(jīng)孔板節(jié)流時前后的壓差來計算氣體流量。這種計量方法裝置結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，但量程較小，只有1：3，而且計量精度受孔板加工安裝精度的影響。 （2）分離器排液測氣 在計量用油氣分離器量完油以后，關(guān)閉分離器的天然氣出口閥門，根據(jù)排液的時間計算天然氣的產(chǎn)量。這種方法不需要專門的測量裝置，原理簡單，但操作工作量大，且精度不高。 （3）氣體流量計測氣 隨著技術(shù)的發(fā)展，氣體流量計在天然氣測量中的應(yīng)用越來越多，常用的有氣體渦輪流量計、旋進旋渦流量計、渦街流量計、氣體羅茨流量計等。 氣體渦輪流量計、旋進旋渦流量計、渦街流量計是速度式流量測量儀表。氣體渦輪流量計主要由渦輪、導(dǎo)流氣、磁電轉(zhuǎn)換器等組成，具有精度高、重復(fù)性好、反映快、測量范圍寬等優(yōu)點，缺點是具有運動部件，容易磨損，從而影響測量的精度。 渦街流量計是基于“卡門”渦街原理研制成的一種流量計。在管道中插入一個旋渦發(fā)生體，當管道中有流體流過時，在旋渦發(fā)生體的兩側(cè)將交替產(chǎn)生旋渦，在下游交替排列的旋渦列被稱為“渦街”，單位時間內(nèi)通過某一點的渦街的數(shù)量與流體的流速成正比。渦街由壓力傳感器檢測，檢測的微弱電信號經(jīng)處理，轉(zhuǎn)換為流量進行顯示或者遠傳。 旋進旋渦流量計工作原理；進入流量計的流體通過旋渦發(fā)生器產(chǎn)生旋渦流，旋渦流在文丘里管中旋進，到達收縮短突然節(jié)流使旋渦流加速。當旋渦流進入擴散段后，因回流的作用強迫進入旋進式二次旋轉(zhuǎn)。旋渦流的頻率與介質(zhì)速度成正比并且為線性關(guān)系，由壓力傳感器檢測，檢測的微弱電信號經(jīng)處理，可轉(zhuǎn)換為流量信號。 旋進旋渦流量計和渦街流量計都具有結(jié)構(gòu)簡單、準確度高、測量范圍大、無機械可動件、安裝使用方便、不受介質(zhì)的密度、粘度等影響的優(yōu)點。 氣體羅茨流量計是一種容積式流量計，計量精度較高，適用于精密的體積測量，廣泛用于貿(mào)易和精密儲運計量管理。但是在油井計量中分離出的天然氣含有較多的液滴，這會影響流量計轉(zhuǎn)動機構(gòu)的潤滑，容易出現(xiàn)卡、堵事故，所以一般不宜采用此類流量計。 3. 含水量的測量 （1）人工取樣 操作人員取一定數(shù)量的油樣，使用蒸餾法、電脫法等測定油樣的含水量，從而獲得油井的含水量參數(shù)。這是目前我國油田采用的主要檢測方法。人工采取油樣不易取準。代表性不強，增大了原油含水率的誤差。 （2）在線計量 在原油管線上安裝在線儀表，使用密度計、電容、微波等儀器在線測量液體的含水率。 ① 密度計測量含水率。使用振動管等形式的液體密度計測量油水混合液的密度，根據(jù)其密度計算出含水量。 ②電容法測量含水率。低含水原油的含水率測量多采用同軸桶形電容傳感器，利用原油乳化液的介電常數(shù)與含水率有關(guān)的原理來實現(xiàn)對原油含水率的測量。 ③ 微波法。依據(jù)原油和水對微波的吸收程度不同檢測油水混合液的含水率。 ④ γ射線和x射線吸收法。當γ射線和x射線穿過物質(zhì)時，射線強度會發(fā)生衰減。由于原油和水對射線的吸收系數(shù)不同，因此通過測量射線強度就可以計算出油水混合液的含水率。 4. 油井產(chǎn)量測量新技術(shù) 隨著技術(shù)的發(fā)展以及油田管理和降低工人勞動強度、提高生產(chǎn)效率的需要，相繼出現(xiàn)了許多可以對油井油、氣、水產(chǎn)量進行綜合測量的計量裝置。 （1）三相分離計量 三相分離計量是把油、氣、水分離后分別計量，分離后原油含水較低（一般在30%以下），原油測量誤差降低，不受油井含水率的影響。但是，要想把特高含水原油分離成低含水原油并進行計量，工藝技術(shù)十分復(fù)雜，而且數(shù)量很大的游離水經(jīng)常攜帶一部分原油，造成很大誤差，且所需的設(shè)備儀表多、投資大、管理操作難度大、維修費用高。 （2）兩相分離計量 兩相分離計量是將油井采出液分離成液體和氣體，然后對其分別進行計量。兩相分離計量設(shè)備主要由兩相分離器、氣體流量計、液體流量計、含水分析儀等組成，氣體流量計和液體流量計計量油井的產(chǎn)氣量和產(chǎn)液量，含水分析儀測量分離出液體的含水率，由此計算出油井的油、氣、水產(chǎn)量。 另一種形式的計量設(shè)備由兩相分離器、質(zhì)量流量計和氣體流量計組成。質(zhì)量流量計測量分離出的液量，并計算出其中的含水率，從而測量出油井的油、氣、水產(chǎn)量。這種計算裝置投資較少、操作簡便，在我國油田中獲得了較多的應(yīng)用。 （3） 不分離計量 不分離計量是不分離油井采出液，將文丘里管、密度計或不同的流量傳感器結(jié)合起來計量氣體和液體的流量，液體部分用雙γ射線密度計、電容、微波水含量監(jiān)控儀來確定油和水的含量，從而計算出油、氣、水各自的產(chǎn)量。 油氣水不分離計量技術(shù)在占地面積等方面有 很大的優(yōu)越性。但是油井采出液中的油、氣、水等組分一般不是均勻混合的，他們以不同的速度流動，還可能相互作用形成蠟和氫氧化物，并且引起難以預(yù)料的復(fù)雜流態(tài)。因此，開發(fā)具有廣泛適用范圍的流量計具有很大的難度，雖然國內(nèi)外已經(jīng)有多種實現(xiàn)油氣水不分離計量的方案，但是成功投入使用的還很少。 5. 發(fā)展趨勢 （1）向儀表化方向發(fā)展。隨著技術(shù)的進步及各種氣體和液體流量計的廣泛應(yīng)用，油井產(chǎn)量計量中必然越來越多地使用操作簡單、讀數(shù)方便的流量計。如用于天然氣計量的旋進旋渦流量計、渦街流量計等。 （2）向高精度方向發(fā)展。我國油田多進入開發(fā)后期，需要準確及時的了解油井的生產(chǎn)狀況，為生產(chǎn)管理提供真實可信的數(shù)據(jù)，對油井計量精度的要求必然越來越高。 （3）向快速化方向發(fā)展。為了及時掌握油井的生產(chǎn)狀況，需要縮短油井計量周期，對油井進行更加頻繁和及時的測量，因此必須提高油井計量速度。 （4）向自動化方向發(fā)展。自動化技術(shù)的發(fā)展為降低勞動強度和提高勞動生產(chǎn)率提供了可*保證。同時，為了實現(xiàn)油井準確、快速的測量，也必須采用自動化的測量方法。三相分離計量、兩相分離計量和不分離計量的研究和應(yīng)用將會得到越來越廣泛地重視。 |
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