三相計量裝置改進(jìn)措施

李貴勇 湯國慶 董艾平 劉董宇

(勝利油田技術(shù)檢測中心，東營 257000)

0 引言

經(jīng)過50多年的勘探開發(fā)，勝利油田平均單井產(chǎn)量降幅逐年增大。隨著油田精細(xì)化管理的進(jìn)行，單井計量越來越受到人們的關(guān)注。目前油田主要單井計量模式有兩種：一種是通過對井口產(chǎn)出液進(jìn)行氣液兩相分離后計量液量，井口取樣化驗測得原油含水，根據(jù)液量和含水來計算油井產(chǎn)油量，這種計量方式適用于產(chǎn)量穩(wěn)定的油井；另一種是采用兩相分離加儀表計量的方式，兩相分離后由裝置直接測量含水計算產(chǎn)油量，這種計量方式適用于含水較低的油井。勝利油田高含水、間歇波動井?dāng)?shù)量逐年增加，以上兩種計量模式已不能滿足對油田油井產(chǎn)量的準(zhǔn)確計量。

三相計量裝置是一種小型化高效分離、自動連續(xù)穩(wěn)定運行、準(zhǔn)確度高、撬裝式移動方便的油氣水三相計量裝置，實現(xiàn)對油田低產(chǎn)液油井、混串油井、低氣量油井、間歇油井產(chǎn)量24小時連續(xù)計量。

1 三相計量裝置的原理

1.1 三相計量裝置的技術(shù)方案

三相計量裝置對油井來液進(jìn)行油氣水三相分離，將高含水原油轉(zhuǎn)化為低含水原油，減小了由于原油含水高對于儀表純油量計量精度產(chǎn)生的較大誤差，并運用高精度儀表進(jìn)行計量，技術(shù)方案見圖1。

圖1 技術(shù)路線示意圖

1.2 三相計量裝置的結(jié)構(gòu)

裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。

三相分離計量裝置采用旋流分離技術(shù)來進(jìn)行氣液分離。油井產(chǎn)出的氣液混合物由切向入口進(jìn)入旋流分離器后形成的旋流產(chǎn)生了比重力高出許多倍的離心力，由于氣液相密度不同，所受離心力差別很大，重力、離心力和浮力聯(lián)合作用將氣體和液體分離。液體沿徑向被推向外側(cè)， 并向下由液體出口排出；而氣體則運動到中心，并向上由氣體出口排出。

三相分離計量裝置油水分離部分主要由消能室、沉降分離室、油室三部分組成。消能室主要是削弱從旋流分離器來的液相能量，使液相平穩(wěn)過渡到沉降分離室；沉降分離室主要使油、水及剩余氣體泡沫得到充分分離。分離出的油溢流進(jìn)入油室。

2 三相計量裝置改進(jìn)措施

針對三相計量裝置在油田現(xiàn)場使用過程中出現(xiàn)的一些問題，對裝置進(jìn)行了改進(jìn)。

2.1 加工多套法蘭接口

在對油田四種主要在用單井計量裝置測試過程中，發(fā)現(xiàn)管路接口法蘭尺寸有50mm和80mm的差別，根據(jù)現(xiàn)場安裝條件，加工了50mm直頭法蘭接口、50mm彎頭法蘭接口、80mm直頭法蘭接口和80mm彎頭法蘭接口。80mm法蘭接口與一段直管段焊接后，再焊接一個80mm至50mm的變徑管，通過絲扣和三相計量裝置管線連接。接口連接圖見圖3。

圖3 接口連接圖

2.2 計量管道改進(jìn)

為了改善流通性能，還對油路管道和水路管道進(jìn)行了改造：水路管道增長了1169mm，油路縮短了1169mm；調(diào)節(jié)閥后的油路管線從DN25增大至DN40。以上改動，增大了油路流通面積，縮短了油路管道。改進(jìn)后，流體流動暢通。

2.3 改進(jìn)入口管線結(jié)構(gòu)

在現(xiàn)場實驗過程中，發(fā)現(xiàn)油路液體內(nèi)含有游離氣，說明旋流分離器氣液分離效果不好，進(jìn)料速度達(dá)不到其最佳工作狀態(tài)。解決問題的關(guān)鍵是提高進(jìn)口流速，針對不同液量、氣量的油井，加工了16，20，25，36mm口徑的噴嘴。安裝調(diào)試后，發(fā)現(xiàn)效果較好，減少了油中帶氣量，密度吻合較好。

2.4 除沫器改進(jìn)

現(xiàn)場測試中發(fā)現(xiàn)，裝置的氣路管線會出現(xiàn)被原油堵塞的情況，分析原因為流經(jīng)絲網(wǎng)除沫器的氣路中帶有油體液沫，絲網(wǎng)除沫器能濾除懸浮于氣流中的較大液沫，較小和微小油體液沫可能粘附在管道中，越積越多，造成氣路堵塞。通過在除沫器上安裝折板，降低了氣流中液沫的流通性，大大提高了旋流分離器的分離效果，保證了儀表的計量精度。

2.5 增加伴熱帶

由于稠油井黏度大，分離后的低含水原油流動性差，容易堵塞油路管線。通過在臥式分離器和油路管線上加伴熱帶，并覆蓋保溫層，使油溫保持在40℃左右，保證了油路管線暢通。改造前后分離效果見圖4、圖5。

圖4 無加熱帶時油路管道內(nèi)原油流動情況

圖5 有加熱帶時油路管線內(nèi)原油流動狀況

2.6 取樣口位置改進(jìn)

為了檢測裝置的分離效果，在各計量管線安裝有取樣口，管路堵塞時還可以用來放空。為了提高計量裝置的準(zhǔn)確性，將取樣口位置由原來的在計量儀表前，改裝到計量儀表后，提高了裝置的計量準(zhǔn)確度。改造前后實物圖見圖6、圖7。

圖6 改造前取樣口位置圖

圖7 改造后取樣口位置圖

3 結(jié)語

通過對三相計量裝置進(jìn)行改進(jìn)，改善了計量裝置的分離效果，擴(kuò)大了計量裝置的適用范圍，提高了計量裝置的計量準(zhǔn)確度，全面提升了勝利油田單井計量的技術(shù)水平，更好地為開發(fā)部門提供準(zhǔn)確的基礎(chǔ)資料，為科學(xué)的制定油區(qū)開發(fā)方案提供技術(shù)支持。

[1] 湯國慶，王春光，劉董宇，董艾平.三相計量裝置在低產(chǎn)液油井上的應(yīng)用研究 [J].計量技術(shù)，2011 (10)：38-40

[2] 湯國慶，王春光，劉董宇，董艾平.移動式油井原油產(chǎn)量計量裝置的研制與應(yīng)用[J].石油工業(yè)計量監(jiān)督，2009 (9)：47-50

[3] 魏濤,楊艷春,朱振國,趙豐崗,梁月亭.關(guān)于原油單井計量能力保持與發(fā)展的探討[J].計量技術(shù)，2011 (4)：62-64

[4] 韓建,牟海維,王永濤杭發(fā)琴.單井產(chǎn)液量計量車研究與應(yīng)用[J].計量技術(shù)，2009 (11)：47-49

[5] 杭發(fā)琴，郭海濱，馬珍福.試油井新型計量裝置的研究與應(yīng)用[J].石油機械，2009 (6)：50-51