油田單井計(jì)量技術(shù)的應(yīng)用分析

崔王卿

摘 要：針對(duì)油田單井計(jì)量的現(xiàn)狀，對(duì)于不同地質(zhì)條件，不同采油工藝的油田在選用單井計(jì)量的過程中提供一個(gè)參考的方向，通過對(duì)分離自動(dòng)計(jì)量、稱重計(jì)量、雙容積計(jì)量、功圖計(jì)量和射線計(jì)量五種方式優(yōu)缺點(diǎn)的分析，為油田地質(zhì)人員和生產(chǎn)人員提供一個(gè)參考，從而為后期油田開發(fā)和增產(chǎn)方面起到促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)尉?jì)量；分離自動(dòng)計(jì)量；稱重計(jì)量；雙容積計(jì)量；功圖計(jì)量；射線計(jì)量

油井產(chǎn)量是油田開發(fā)的重要數(shù)據(jù)，是地質(zhì)分析和采油工藝的重要數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，基于單井計(jì)量結(jié)果可以對(duì)地質(zhì)情況進(jìn)行分析，對(duì)目前采用的采油工藝是否合適做出一個(gè)判斷，而隨著國(guó)內(nèi)油田大部分油井進(jìn)入開采末期，采油工藝上注水、注氣、注聚等技術(shù)的應(yīng)用，高含水高含氣，介質(zhì)成分復(fù)雜，單井計(jì)量也變得越發(fā)困難，因此不斷有新技術(shù)新產(chǎn)品的出現(xiàn)以期望解決單井計(jì)量的問題。

1 單井計(jì)量的現(xiàn)狀

傳統(tǒng)油田單井計(jì)量采用的是分離器人工計(jì)量，特點(diǎn)是原理簡(jiǎn)單，投資少，通過人工定時(shí)倒流程，對(duì)分離器內(nèi)液位的記錄從而推算產(chǎn)量，但隨著人工成本的增加和自動(dòng)化水平要求的提高，再加上人工計(jì)量對(duì)人員技術(shù)水平要求高，而且計(jì)量為間斷取樣計(jì)量，總體計(jì)量準(zhǔn)確度差，這種方式已經(jīng)淘汰，目前常用的技術(shù)有：分離自動(dòng)計(jì)量、稱重計(jì)量、雙容積計(jì)量、功圖計(jì)量、射線計(jì)量等方式。

1.1 分離自動(dòng)計(jì)量

分離自動(dòng)計(jì)量是基于油田傳統(tǒng)分離器人工計(jì)量的基礎(chǔ)上，對(duì)整個(gè)計(jì)量工藝進(jìn)行自動(dòng)化改進(jìn)的一種方式，其基本原理采用的是先在分離器內(nèi)進(jìn)行氣液分離，然后根據(jù)液位壓力等傳感器讀取相應(yīng)數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上通過自動(dòng)化程序進(jìn)行下一步的計(jì)量，計(jì)量采用方式有液位容積式計(jì)量和科氏質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量，整個(gè)過程實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化，而且對(duì)于間歇產(chǎn)液的工況也能夠計(jì)量準(zhǔn)確計(jì)量，并可實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷計(jì)量，目前隨著科氏質(zhì)量流量計(jì)技術(shù)的提高，對(duì)采用該技術(shù)的分離自動(dòng)計(jì)量而言，整體計(jì)量精度高，通常計(jì)量誤差≤5%，分離自動(dòng)計(jì)量一般具備氣液分離罐，在該罐內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)氣液分離，同時(shí)由于分離罐的存在，對(duì)間歇產(chǎn)液的工況可以起到緩沖和存儲(chǔ)作用，進(jìn)而增強(qiáng)了該型式對(duì)于工況的適應(yīng)性，而由于有了氣液分離過程，可以對(duì)氣體進(jìn)行計(jì)量，目前油田計(jì)算產(chǎn)量通常采用油氣當(dāng)量，因此具備氣體計(jì)量也是具有重要的意義。但該型式裝置結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，造價(jià)相對(duì)較高，適用于對(duì)計(jì)量精度要求高的站內(nèi)或井口。

1.2 稱重計(jì)量

稱重計(jì)量采用的是重力式直接計(jì)量的方式，液體進(jìn)入計(jì)量容器內(nèi)，在達(dá)到一定重量時(shí)容器失去重心自動(dòng)翻轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)計(jì)量過程，容器復(fù)位后進(jìn)入下一個(gè)計(jì)量周期，通過這種方式在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)通過統(tǒng)計(jì)翻轉(zhuǎn)次數(shù)實(shí)現(xiàn)計(jì)量，其結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，造價(jià)低，通常計(jì)量誤差≤10%，但該類型由于是可動(dòng)部件計(jì)量，故障率較高，且對(duì)油沫大和含蠟高的介質(zhì)無(wú)法正常使用，在計(jì)量容器掛蠟后每次翻轉(zhuǎn)比原設(shè)計(jì)要少很多，油沫大的工況由于都是油沫，無(wú)法到達(dá)翻轉(zhuǎn)重量，液體已油沫形式流走，造成無(wú)法計(jì)量。同時(shí)缺少氣液分離的過程，無(wú)法對(duì)氣體進(jìn)行計(jì)量。因此該型式適用于介質(zhì)較為純凈的場(chǎng)所。

1.3 雙容積計(jì)量

雙容積計(jì)量采用兩個(gè)計(jì)量罐，兩個(gè)計(jì)量罐內(nèi)循環(huán)進(jìn)液，當(dāng)一個(gè)計(jì)量罐內(nèi)滿液后，通過控制系統(tǒng)，將來液自動(dòng)切換進(jìn)入另一個(gè)計(jì)量罐，此時(shí)滿液計(jì)量罐的液體通過泵或者氣壓排空，此過程進(jìn)行循環(huán)，通過一段時(shí)間內(nèi)計(jì)量罐滿液排空次數(shù)實(shí)現(xiàn)計(jì)量，該類型裝置結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，通常計(jì)量誤差≤10%，但對(duì)產(chǎn)量波動(dòng)大或者介質(zhì)粘度大的工況，由于計(jì)量罐內(nèi)液體在排空過程中排出緩慢，此時(shí)另一個(gè)計(jì)量罐內(nèi)已經(jīng)滿液而原先計(jì)量罐還沒排空，此時(shí)造成整個(gè)系統(tǒng)故障或者計(jì)量精度差。在氣體計(jì)量上在工況比較好的場(chǎng)所，比如稀油等，可以對(duì)氣體進(jìn)行簡(jiǎn)易分離，進(jìn)行初略的計(jì)量，但通常精度較差。因此該型式適用于純凈介質(zhì)且產(chǎn)量平穩(wěn)的現(xiàn)場(chǎng)。

1.4 功圖計(jì)量

功圖計(jì)量采用的是油井采油泵各個(gè)參數(shù)與油井產(chǎn)液量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，通過對(duì)整個(gè)抽油裝置中采油部分的數(shù)據(jù)收集，主要為采油裝置功率、抽油桿抽程、壓力等數(shù)據(jù)，并根據(jù)一個(gè)特定的數(shù)學(xué)模型來進(jìn)行計(jì)算，從而得出單井的產(chǎn)量，該型式計(jì)量方式硬件部分簡(jiǎn)單，通常為一個(gè)數(shù)據(jù)采集器安裝于采油裝置上，主要計(jì)量過程通過數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)得出，功圖計(jì)量通常借用油田已有的設(shè)備，包括抽油裝置、井場(chǎng)RTU、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)等硬件設(shè)備，可以將整個(gè)系統(tǒng)單獨(dú)運(yùn)作或集成到油田已有的系統(tǒng)中去，通常計(jì)量誤差≤20%，但隨著目前油井末期地質(zhì)條件和工藝的變化，油品中其它成分含量變化劇烈，而且含氣量不穩(wěn)定，壓力波動(dòng)大，而數(shù)據(jù)模型無(wú)法及時(shí)更新，造成計(jì)量誤差偏差加劇，部分現(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)徹底失去計(jì)量精度造成系統(tǒng)癱瘓。而且由于氣體密度低，對(duì)于功圖計(jì)量傳感器而言無(wú)法對(duì)氣體進(jìn)行測(cè)量，所以功圖計(jì)量無(wú)法對(duì)于氣體進(jìn)行計(jì)量。因此該型式適用于油質(zhì)穩(wěn)定的區(qū)域。

1.5 射線計(jì)量

射線計(jì)量主要通過伽馬射線的方式，對(duì)介質(zhì)進(jìn)行頻譜分析，從而得出介質(zhì)匯總各成分的含量，而其產(chǎn)量主要通過文丘里管計(jì)量，然后在對(duì)整體數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)合性計(jì)算得出整體產(chǎn)量情況。射線系統(tǒng)對(duì)介質(zhì)成分的分析基于分子層面，通過對(duì)頻譜圖的分析計(jì)算，得出不同成分的含量，因此精度較高，但在產(chǎn)量計(jì)量時(shí)由于介質(zhì)內(nèi)成分含量的變化和含氣量波動(dòng)等，造成文丘里管計(jì)量效果較差，通常整體計(jì)量誤差≤10%，而且伽馬射線具有較強(qiáng)的輻射危害，使用保管不易且價(jià)格高昂。氣體可以進(jìn)行計(jì)量，但由于整體計(jì)量效果較差，而氣體計(jì)量又是基于整體計(jì)量的結(jié)果上進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算得出的計(jì)量結(jié)果。因此氣體計(jì)量精度較差。因此該型式適用場(chǎng)所為對(duì)含量精度要求非常高而對(duì)產(chǎn)量要求低的地區(qū)。

2 結(jié)論

以上五種常用方式的單井計(jì)量，從不同油田運(yùn)用的效果和反饋來看，目前分離自動(dòng)計(jì)量方式通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新，在系統(tǒng)穩(wěn)定性和計(jì)量準(zhǔn)確性上得到廣泛認(rèn)同，是將來發(fā)展的主要方向；稱重計(jì)量由于其對(duì)介質(zhì)要求較高，因此在部分油質(zhì)較好的油田有使用，其發(fā)展具有局限性，但仍舊是一種單井計(jì)量的可選方式；雙容積計(jì)量由于其對(duì)工況要求太高，目前除前期投入使用的部分還在運(yùn)用以外，基本上屬于淘汰產(chǎn)品；功圖計(jì)量是目前使用范圍最廣泛的產(chǎn)品，但近些年由于油田采油末期油質(zhì)變化劇烈，已經(jīng)出現(xiàn)批量性失效，后期也不推薦使用；射線計(jì)量由于其放射性問題，在國(guó)內(nèi)基本上屬于淘汰產(chǎn)品。

從本文的分析來看，目前新增單井計(jì)量首推分離自動(dòng)計(jì)量，其次稱重計(jì)量和功圖計(jì)量，雙容積計(jì)量和射線計(jì)量不推薦使用。

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