移動式油井原油產量計量裝置的研制與應用
1 勝利油田油井產量計量現(xiàn)狀
目前勝利油田有代表性的油井產量計量方式主要有: 立式分離器配玻璃管/磁翻轉液位計計量、兩相分離儀表計量、稱重式油井計量和功圖量油遠傳計量。 這些計量裝置的技術特點見表 1。
2 勝利油田油井產量計量存在的主要問題
(1)傳統(tǒng)計量方式對于高含水油井、間歇出油井的原油計量誤差大
油田 90%的油井目前還是采用立式分離器、玻璃管式量油,人工井口取樣化驗的方法計量原油產量。 這種方法對于產量穩(wěn)定、含水率低的油井,原油計量準確性較高。 目前油田油井綜合含水率逐年上升,大部分油井的含水率在 90%以上,若油井含水率為 95%,含水計量誤差為 1%,就會造成 20%的原油計量誤差。對于具有間歇出油特點的油井,用測量時間段內的液量推算全天的液量,不具有代表性,造成較大的計量誤差。 傳統(tǒng)計量方式的局限性在一定程度上影響了單井計量數據的真實性, 不利于生產管理部門制定有效的油井工藝措施, 難以對油井措施效果進行正確評價。
(2)傳統(tǒng)計量方式無法實現(xiàn)混串井、低含氣井的產量計量
隨著油田勘探開發(fā)進入中后期, 油井產量逐年降低,油田大約有 30%的油井因產液量低、含水低、溫度低等原因只能多口油井混輸,對于混串井,使用現(xiàn)有的計量方式只能對串接油井的總液量進行計量,無法實現(xiàn)單井量油,若要計量單口油井的液量,則采用停井的方式,嚴重影響生產運行。 另外低含氣井氣量小、無法實現(xiàn)壓液面操作,如果計量站內所有油井都是低氣量油井,就無法量油。 傳統(tǒng)的計量方式無法實現(xiàn)混串井、低含氣井的產量計量,影響了對油井生產狀況的準確掌握。
(3)目前試用的計量新技術使用范圍有一定的局限性
目前勝利油田部分采油廠對油井產量計量方式進行了改進, 在一定程度上提高了計量技術水平。例如,濱南采油廠的無源控制多相計量系統(tǒng),氣液兩相分離效率高,液量、氣量計量準確,但是由于沒有實現(xiàn)三相分離,液相含水率高,油量計量誤差較大。臨盤采油廠試點的抽油機井功圖量油技術,簡化了工藝流程,降低了勞動強度,但通過現(xiàn)場的運行結果與原有分離器對比,抽油機井功圖量油技術對高油氣比油井、低產液井適應性差。
針對勝利油田油井計量現(xiàn)狀和存在問題,技術檢測中心開發(fā)研制了“移動式油井原油產量計量裝置”,該裝置通過三相分離器將油井來液分離成不含液的氣體,含水低于 30%的油和含油率低于 0.1%的水,分別用渦街流量計、質量流量計和電磁流量計進行單相計量。 較好地解決了油田高含水井、低產液井、混串油井、低氣量井、間歇油井的產量計量問題,同時還可以對油田在用計量裝置進行校驗和誤差修正,提高在用計量裝置的準確性。
移動式油井原油產量計量裝置的構成及原理
移動式油井原油產量計量裝置(簡稱計量裝置)由臥式分離器、旋流分離器、除沫器、工藝管線、測量儀表、控制儀表以及計算機、顯示終端組成。 具體結構示意圖見圖 1。
工作原理:油井產出的油、氣、水混合物切線進入旋風分離器,在離心力作用下,液體和氣體分離,分離后的氣體, 從旋風分離器頂部流出經除霧裝置后進入氣路計量管線; 經旋風分離器分離的液體進入臥式分離器,依次經消能裝置、折流板、整流裝置后進入沉降室,油、水在沉降室經重力作用下自然分層, 低含水的適合質量流量計測試的油水混合流體溢入油室,并進入油路計量管線;沉降室底部的游離水則進入水路計量管線。裝置運行過程中,通過先進的數學控制模型, 由測控主機對分離器中的液位以及壓力進行控制,實現(xiàn)油、氣、水三相準確計量。
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