雙管計量在頁巖氣邊遠井的應(yīng)用分析

周移興

中國石化西南油氣分公司采氣四廠，中國·重慶 402160

中國貴州習(xí)水-赤水、重慶榮昌-永川及綦江-綦江南等區(qū)塊的頁巖氣開發(fā)初期，還未形成開采規(guī)模，氣井銷售多采用單井就地銷售模式，下游末端用戶用氣形式多樣化，低壓民用、CNG 充裝和LNG 發(fā)電等方式同時用氣，用氣高低峰疊加，造成計量儀表計量范圍不能滿足計量要求。通過雙管計量在頁巖氣邊遠井的應(yīng)用，擴大了計量范圍，提高了頁巖氣計量精確性。

頁巖氣；雙管計量；輸差

1 概述

中國貴州習(xí)水-赤水、重慶榮昌-永川及綦江-綦江南等頁巖氣區(qū)塊外輸計量系統(tǒng)83%采用計量直管段、高級孔板閥配套差壓式流量計承擔外輸計量。目前，這些區(qū)塊處在頁巖氣開發(fā)初期，地面集輸管網(wǎng)建設(shè)未成熟，氣井銷售多采用單井就地銷售模式，下游用戶用氣形式多且復(fù)雜，在同一井站下游用戶低壓民用、CNG 充裝和LNG 發(fā)電等方式存在同時用氣，用氣高低峰疊加，造成流量范圍、流量波動較大大。目前選用的單管計量方式不能同時滿足用戶用氣高低峰流量準確計量的要求，通過優(yōu)化計量方式和計量流程，采用雙管計量的方式使頁巖氣邊遠井計量儀表計量范圍滿足生產(chǎn)要求，實現(xiàn)頁巖氣準確計量。

2 差壓式流量計工作原理

差壓式流量計又稱節(jié)流式流量計，通過待測流體經(jīng)過節(jié)流裝置產(chǎn)生壓力差對流量參數(shù)進行測量。在實踐中，常用差壓變送器、壓力變送器、溫度變送器將流體參數(shù)轉(zhuǎn)換成標準電傳信號或氣動信號，傳輸?shù)椒e算儀進行收集、處理和儲存，幫助管理人員進行記錄或控制，如圖1所示。差壓式流量計是目前在工業(yè)中使用最廣，技術(shù)最成熟的計量方法[1]。

圖1 差壓流量計結(jié)構(gòu)圖

3 單管計量輸差分析

某井于2018年11月19日投產(chǎn)，商貿(mào)結(jié)算計量選用智能差壓式流量計，計量流程采用常規(guī)的一條計量流程生產(chǎn)（主通），一條計量流程備用的模式（旁通）；下游用戶購買頁巖氣用于CNG 加氣、民用，CNG計量采用CNG 加氣機，民用氣計量采用氣體智能羅茨流量計如圖2所示，計量流程參數(shù)如表1所示。

表1 差壓式流量計參數(shù)表

圖2 某頁巖氣井生產(chǎn)流程圖

該井2019年一季度商貿(mào)累計量204.8551×104m3，用戶比對儀表計量頁巖氣201.1435×104m3，輸差3.7116×104m3，輸差率1.81%，如圖3所示。

圖3 某井一季度生產(chǎn)曲線

對計量點進行分析，發(fā)現(xiàn)輸差產(chǎn)生的主要原因是：一個計量點面對下游CNG 和民用氣用戶，民用氣持續(xù)用氣，CNG間隙用氣，CNG充裝遇到民用氣高峰時增大了瞬時產(chǎn)量，CNG 停止充裝遇到民用氣低峰，計量管段內(nèi)流量低；雙用戶高低峰疊加造成流量范圍擴大，計量儀表測量范圍無法滿足計量要求，造成計量誤差。

4 雙管計量應(yīng)用

針對流量波動大造成儀表計量范圍不能滿足要求的問題，對該井計量方式進行了優(yōu)化改進，在不改變已建流程的基礎(chǔ)上，啟用現(xiàn)有的旁通流程，采用雙管計量方法解決高低峰疊加造成流量范圍擴大的計量問題。通過計算，民用氣單獨供氣時選用14.998mm 孔徑孔板能滿足計量要求，CNG 單獨供氣時選用26.996mm 孔徑孔板能滿足計量要求，所以在主通上選用14.998mm 孔徑孔板，在旁通上選用26.996mm 孔徑孔板。生產(chǎn)過程中主通持續(xù)計量，當流量達到儀表測量范圍的70%后，啟用旁通進行雙管計量，擴展流程的測量范圍，實現(xiàn)精確計量的目的，如表2所示。

表2 雙管孔板選型計算表

該井2019年三季度應(yīng)用雙管計量后，商貿(mào)累計量192.9879×104m3，用戶比對儀表計量頁巖氣190.5093×104m3，輸差2.4786×104m3，輸差率1.28%，與一季度的輸差率相比較下降了0.53%，如圖4所示。

圖4 某井三季度生產(chǎn)曲線

5 結(jié)語

雙管計量通過分流的方法擴展單管道計量的測量流量范圍，針對計量點下游用戶用氣不穩(wěn)定，產(chǎn)量波動大的情況時，能有效的解決孔板量程不能滿足測量范圍要求的問題，大大減低頻繁更換孔板的問題。