油井计量技术及趋势

摘要:油田油井计量主要指在油气生产过程中对油井采出油气水的产量计量,是科学合理考核各级单位生产任务完成、能耗情况、及时全面掌握区块产能动态的重要参数。该文简单介绍了国内油田主要采用的几种油井计量方法、特点及适用范围,并阐述油井计量技术的发展趋势。

关键词:油井;计量;趋势

1国内油井计量技术

1.1玻璃管(或磁翻转液位计)量油

玻璃管量油方法是国内油田早期普遍采用的一种传统油井计量方法,约占油井计量设备总数90%以上。其主要设备组成有：油气分离器、玻璃管。后来随着仪表及自控技术的发展,玻璃管逐渐被磁翻转液位计所代替。特点:装备简单,投资少,但因人工间歇量油、人工取样分析含水率折算日产量,对产量波动较大的油井,其产量计量误差达到20%以上。适用于低产井的产量计量。

1.2分离器翻斗量油

分离器翻斗量油是由油气分离器、计量翻斗、液位控制机构及电信号控制器4部分组成。计量翻斗是一个面为等腰三角形的容器,中间用隔板分为两个对称的计量斗。特点:该方法结构简单,操作方便,可以实现自动连续计量,但计量准确度低。影响翻斗计量准确度的主要原因有两点：其一是翻斗在翻转过程中,漏失量是不可避免的;其二是当油井含气量较高时,由于气液初级分离不彻底,一定量的气体被带入分离器下部而产生气冲现象,使翻斗乱翻,造成一些假数据。翻斗频繁翻转及转动将加速转轴磨损。并且不适用于产液量、产气量较高及产量波动较大的油井计量。

1.3智能TM卡油气积算仪量油装置

智能TM卡油气积算仪量油装置是在玻璃管量技术发展起来的,采用智能TM卡油气积算仪替代了玻璃管量油。特点:能够自动完成量油的检测和计算,流程简单实用,投资少,计量数据存储在智能TM卡上,存储的数据量大。但量油结束后,仍然需要人工压液面,未能解决针对某一口单井,自动连续加密测试的要求,且测试数据需要人工将TM卡送至队部读取,不能实时上传。

1.4两相分离定压控制仪表计量

该设备主要有油气分离器、自立式调节阀、浮子液位调节阀、气体计量仪表、容积式流量计及密度计等组成。工作原理:采用油气两相分离器,将油井采出液分离成液体和天然气;液体用体积流计和密度计计量原油和水的产量,天然气用气体流量计计量;液体计量后进入浮子液位油气调节阀,通过调节阀调节液体流通量来控制分离器的液面;气体计量后进入自立式调节阀,通过自立式调节阀来控制分离器的压力;液体和气体在两个调节阀后合流外输。特点:(1)分离器的压力和液位采用两路控制,其压力控制为定压控制;(2)自立式调节阀在工作前需要人工给定压力值,等集油管网压力波动时,需要人工重新整定调节阀的压力值,给生产管理带来不便;(3)油井两相分离定压控制仪表计量方法实现了油井自动计量,计量精度较玻璃管量油和翻斗量油要高。

1.5油井两相分离变压控制仪表计量装置

油井两相分离变压控制仪表计量装置是胜利油田胜利设计科技开发公司1995年研制的一种新的油井计量技术,2000年获得国家发明专利(专利号96116031.4)。装置组成:主要由油气分离器、浮子液位油气调节阀、质量流量计和气体流量计等组成,如图1所示。特点:(1)该装置油气分离器的压力、液面控制采用浮子液位油气调节阀控制,液位控制稳定,且大大简化了油井计量设备的工艺流程,减少了管阀件的数目;(2)浮子液位油气调节阀的执行机构为机械式连杆机构,其安装维修方便;(3)浮子液位油气调节阀的调节范围宽,在油井产气量非常小的情况下,浮子液位油气调节阀可进行憋压排油,仍能对分离器的液面进行控制,装置可工作在气量很小和气量很大的情况之下;(4)该装置计量油井的产量范围大,产液量计量范围为10～500t/d,产气量计量范围为100～60000Nm3/d,几乎能覆盖油田所有油井的产量范围,可以用于油田开采初期到高含水和特高含水的油田开采后期。

1.6三相分离仪表计量

胜利油田和大庆油田在20世纪80年代开发研制了三相分离仪表计量装置,该计量方法防为适应开发后期高含水期和特高含水期的油井计量。其主要组成是三相分离器、气体计量仪表、容积式流量计、含水分析仪、水表、浮子液位调节阀、自立式调节阀,电动调节阀、自动控制仪表及微机系统等组成,如图2所示。技术特点:(1)计量方法适用于含水期和特高含水期,经三相分离器分离后原油含水较低(一般在30%以下),其原油系统计量误差≤5%,因此不受油井含水率变化的影响;(2)工艺流程复杂,所需的设备仪表多、投资大、管理操作难度大、维修费用高；(3)不适用于重质原油的油井计量,因重质原油的密度高,油水密度差小,油水分离困难,分离器出口油中含水和水中含油达不到规定的指标要求,因此，对重质稠油油井计量误差较大。

1.7油井远程计量技术

油井远程计量技术是大港油田在改造地面工程老系统中依靠通讯技术进步和计算机处理技术派生出的一种功图法油井计量技术。根据抽油机井、电泵井、螺杆泵井不同的工作原理,通过功图法、压差法和容积法建立相应的计量数学模型,借助计算机进行数据处理,得到产液量等数据,实现了抽油机井、螺杆泵井、电泵井和自喷井的在线远传计量,从而改变了传统的计量模式,取消计量站和配水间,简化工艺管网,减少工程量和投资,节省占地,实现单井生产的数字化管理,提高管理水平。

2发展趋势

(1)向仪表化方向发展。(2)向高精度方向发展。(3)向快速化方向发展。(4)向自动化方向发展。

作者:董焕晓 仪云云 单位:山东莱克工程设计有限公司

参考文献

[1]万仁溥.采油工程手册[M].石油工业出版社,2003.

[2]薛国民，沈毅.油井计量方法及关键技术发展方向[J].工业计量,2006,16（4）：14-16.