油井計(jì)量技術(shù)現(xiàn)狀及其發(fā)展方向

付虹杰

摘 要：本文闡述了分離器玻璃管計(jì)量、翻斗式稱重計(jì)量、“示功圖法”油井計(jì)量技術(shù)、兩相分離計(jì)量和三相分離計(jì)量等油井產(chǎn)量計(jì)量方法，提出了油井產(chǎn)量計(jì)量技術(shù)的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：油井 計(jì)量 發(fā)展方向

油井生產(chǎn)過(guò)程中形成油、氣、水三相流動(dòng)，油井計(jì)量的任務(wù)是動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)油井的產(chǎn)液量、產(chǎn)油量和產(chǎn)氣量，并通過(guò)產(chǎn)量的動(dòng)態(tài)分析得知井下油藏地質(zhì)情況變化和生產(chǎn)異常，為生產(chǎn)決策提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，需要測(cè)出油、氣、水三相的分相流量，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求計(jì)量準(zhǔn)確度為±10%。準(zhǔn)確掌握油井產(chǎn)量，并根據(jù)產(chǎn)量變化及時(shí)掌握和分析油井生產(chǎn)工況的變化，是油井計(jì)量工作的 根本目標(biāo)，因此油井計(jì)量工作對(duì)于油井管理水平的提高具有十分重要的意義。

一、油井計(jì)量工藝現(xiàn)狀

目前國(guó)內(nèi)各油田采用的油井產(chǎn)量計(jì)量方法主要有：分離器玻璃管計(jì)量、翻斗式稱重計(jì)量、“示功圖法”油井計(jì)量技術(shù)、兩相分離計(jì)量和三相分離計(jì)量方法等。隨著技術(shù)的進(jìn)步，油田越來(lái)越需要功能強(qiáng)、自動(dòng)化程度高的油井計(jì)量設(shè)備以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和油田的管理水平。

1.分離器玻璃管計(jì)量

分離器玻璃管計(jì)量，即油井通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)入計(jì)量站，在計(jì)量站內(nèi)通過(guò)立式兩相分離器進(jìn)行氣、液分離。氣、液分別進(jìn)行定容積計(jì)量并依靠瞬間計(jì)量數(shù)據(jù)折算一天的液量。該計(jì)量工藝為傳統(tǒng)的計(jì)量技術(shù)，多年來(lái)沒有大的技術(shù)改進(jìn)；計(jì)量設(shè)備簡(jiǎn)單，但地面配套建設(shè)投資較大；操作相對(duì)較為復(fù)雜；不能實(shí)現(xiàn)油井連續(xù)計(jì)量。隨著油田開發(fā)時(shí)間的延續(xù)，原油含水率大幅增加已到高含水期，這時(shí)仍使用兩相分離計(jì)量裝置對(duì)于高含水伴生氣少的油井，以及低液量、問歇出油的油井已無(wú)法達(dá)到規(guī)范要求的計(jì)量精度，甚至不能實(shí)現(xiàn)正常計(jì)量。

2.為翻斗式稱重計(jì)量

它是在傳統(tǒng)的油井計(jì)量站分離器玻璃管量油基礎(chǔ)上，將普通的油井計(jì)量分離器更換為翻斗量油裝置，實(shí)現(xiàn)油井稱重計(jì)量。該計(jì)量工藝主要由罐體、分離器、翻斗、稱重傳感器組成，并與軟件構(gòu)成完整的計(jì)量監(jiān)控系統(tǒng)。其工作原理是：液體進(jìn)入罐體時(shí)首先沿分離器流入翻斗，翻斗由兩個(gè)對(duì)稱放置的獨(dú)立料斗組成。上面裝有稱重傳感器，量油時(shí)一個(gè)料斗裝滿時(shí)翻倒排油，另一個(gè)料斗裝油。這樣反復(fù)循環(huán)稱重傳感器便會(huì)檢測(cè)到重量隨時(shí)間變化的曲線，利用積分計(jì)算及修正方法，即可得到累計(jì)流量，進(jìn)而換算為油井的日產(chǎn)量。但是受目前油區(qū)綜合外部環(huán)境的影響，目前還不能擺脫單井通過(guò)進(jìn)站流程到計(jì)量站計(jì)量后混合外輸?shù)牡孛媾涮捉ㄔO(shè)模式。

3.“示功圖法”油井計(jì)量技術(shù)

它是通過(guò)建立油井有桿泵抽油系統(tǒng)的波動(dòng)方程，計(jì)算出給定系統(tǒng)在不同井口示功圖激勵(lì)下的泵功圖響應(yīng)，然后對(duì)此泵功圖進(jìn)行定量分析，確定泵的有效沖程、充滿系數(shù)、氣體影響程度等參數(shù)，計(jì)算出泵的排量，進(jìn)而折算出井口的有效排量。它是油井工況診斷理論在油井計(jì)量系統(tǒng)的應(yīng)用，可以完全實(shí)現(xiàn)油井產(chǎn)液量的自動(dòng)化計(jì)蠡，并可對(duì)油井生產(chǎn)工況實(shí)施跟蹤分析，地面建設(shè)投資明顯降低。但是這種計(jì)量方法也存在不足之處：（1）阻尼系數(shù)的確定方法導(dǎo)致油井產(chǎn)量計(jì)算不準(zhǔn)確；（2）現(xiàn)有功圖量油技術(shù)在低產(chǎn)液井上測(cè)量誤差較大。

4.兩相分離計(jì)量

兩相分離計(jì)量是將油井采出液分離成液體和氣體，然后對(duì)其分別進(jìn)行計(jì)量。兩相分離計(jì)量設(shè)備主要由兩相分離器、氣體流量計(jì)、液體流量計(jì)、含水分析儀等組成，氣體流量計(jì)和液體流量計(jì)計(jì)量油井的產(chǎn)氣量和產(chǎn)液量，含水分析儀測(cè)量分離出液體的含水率，由此計(jì)算出油井的油、氣、水產(chǎn)量。

5.三相分離計(jì)量

三相分離計(jì)量是把油、氣、水分離后分別計(jì)量，分離后原油含水較低（一般在30%以下），原油測(cè)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(jìn)行計(jì)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(fèi)用高。

二、油井計(jì)量技術(shù)的發(fā)展方向

1.測(cè)量過(guò)程自動(dòng)化

自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展為降低勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率提供了可靠保證。同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)油井準(zhǔn)確、快速的測(cè)量，也必須采用自動(dòng)化的測(cè)量方法。油井產(chǎn)量計(jì)量方法的研究和應(yīng)用將會(huì)得到廣泛重視。

2.測(cè)量速度快速化

為了及時(shí)掌握油井的生產(chǎn)狀況，需要縮短油井計(jì)量周期，對(duì)油井進(jìn)行更加頻繁和及時(shí)的測(cè)量，因此必須提高油井計(jì)量速度。

3.測(cè)量精度精確化

低滲油田多進(jìn)入開發(fā)后期，為了給生產(chǎn)管理提供真實(shí)可信的數(shù)據(jù)，需要準(zhǔn)確及時(shí)的了解油井的生產(chǎn)狀況。因此，對(duì)油井計(jì)量精度的要求必然越來(lái)越高。

4.計(jì)量器材儀表化

隨著技術(shù)的進(jìn)步及各種液體流量計(jì)的廣泛應(yīng)用，油井產(chǎn)量計(jì)量中必然越來(lái)越多地使用操作簡(jiǎn)單、讀數(shù)方便的儀表化計(jì)量裝置。

三、結(jié)論

1.油井計(jì)量是多相流的計(jì)量，盡管目前有多種方法可以實(shí)現(xiàn)，但首先進(jìn)行氣液分離然后分別計(jì)量的方式占主體。

2.分離計(jì)量方式包括分離器、流量計(jì)、相含水儀表等幾項(xiàng)技術(shù)。

3.根據(jù)重力和離心原理開發(fā)設(shè)計(jì)對(duì)流動(dòng)條件變化適應(yīng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單尺寸小、操控方便的氣液旋流分離器是研究發(fā)展方向。

4.在油井計(jì)量方面，容積式流量計(jì)存在不適應(yīng)性，基于相關(guān)原理的速度式流量計(jì)可以實(shí)現(xiàn)流量和相含率的同時(shí)測(cè)量，具有較好的開發(fā)應(yīng)用前景。

5.根據(jù)油田開發(fā)和管理要求，開發(fā)設(shè)計(jì)原理簡(jiǎn)單、尺寸小、成本低、與流量計(jì)結(jié)合成一體的相含率檢測(cè)儀表符合油井計(jì)量的要求。

6.根據(jù)油區(qū)的生產(chǎn)特點(diǎn)有針對(duì)性地選用成熟計(jì)量技術(shù)，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。