楊春穎 劉 哲
(中國石油冀東油田勘察設(shè)計(jì)研究院,河北 唐山 063004)
在原油開采過程中,需要了解各油井的原油及天然氣產(chǎn)量,從而確定油田區(qū)塊地層油氣含量及地層結(jié)構(gòu)的變化。通過提供的實(shí)時(shí)計(jì)量數(shù)據(jù),可為生產(chǎn)管理提供參考,對優(yōu)化生產(chǎn)參數(shù)、提高采收率起到重要作用。根據(jù)《灘海油田油氣集輸技術(shù)規(guī)范》要求,灘海油田油井產(chǎn)量計(jì)量主要是確定油、氣、水的日產(chǎn)量,計(jì)量綜合誤差(計(jì)量系統(tǒng)精度)均應(yīng)在±10%以內(nèi)。油井產(chǎn)量計(jì)量應(yīng)采用周期性連續(xù)計(jì)量。每口井每次連續(xù)計(jì)量時(shí)間一般為 8~24h,計(jì)量周期15~30d。
單井計(jì)量采用的方法較多:兩相分離計(jì)量、三相分離計(jì)量以及多相流量計(jì)量等。
目前 ,我國各油田油井計(jì)量普遍采取十幾口油井的產(chǎn)出液進(jìn)入同一計(jì)量間 ,共用一套計(jì)量裝置進(jìn)行計(jì)量的方式。單井來油進(jìn)計(jì)量站經(jīng)兩相計(jì)量分離器分離后,氣、液分別經(jīng)氣體流量計(jì)、含水油流量計(jì)(含水分析儀)計(jì)量后匯入集油匯管。油田進(jìn)入高含水期后 ,油井產(chǎn)液量波動較大 ,且沒有規(guī)律 ,低產(chǎn)油井還存在間歇產(chǎn)液現(xiàn)象 ,間歇時(shí)間長短不一 ,短時(shí)計(jì)量的數(shù)據(jù)難以反映油井的真實(shí)產(chǎn)液狀況。在冀東南堡陸地油田,兩相計(jì)量得到廣泛應(yīng)用,隨著開發(fā)已進(jìn)入高含水期,綜合含水達(dá)85%以上,且部分油井單井產(chǎn)液量較低,含氣量較低,這對兩相計(jì)量的精度產(chǎn)生一定的影響。
單井來油進(jìn)計(jì)量站經(jīng)三相計(jì)量分離器分離后,油、氣、水分別經(jīng)油、氣、水計(jì)量儀表計(jì)量后匯入集油匯管。傳統(tǒng)的油井計(jì)量方式技術(shù)較成熟,計(jì)量精度較高。其主要缺點(diǎn)是占地大、工藝流程復(fù)雜。當(dāng)切換到另一口井計(jì)量時(shí)需要較長的時(shí)間才能達(dá)到穩(wěn)定,然后才能計(jì)量。
多相流量技術(shù)就是將一種多相流量計(jì)直接安裝在油氣集輸管線上,采用先進(jìn)的測量技術(shù),在油、氣、水三相不分離的狀態(tài)下進(jìn)行連續(xù)在線測量,自動顯示測量數(shù)據(jù),分別輸出油、氣、水的流量、溫度、壓力等被測參量。從而可以取代傳統(tǒng)的由測試分離器及其輔助系統(tǒng)組成的計(jì)量裝置,簡化油氣生產(chǎn)工藝流程,降低投資,減少操作成本。它可根據(jù)應(yīng)用場合采用不同精度等級的多相計(jì)量裝置,直接對油井產(chǎn)出液中的油、氣、水三組分進(jìn)行計(jì)量。
國內(nèi)使用多相流量計(jì)的單位陸地油田有勝利油田、冀東油田陸上無人值守計(jì)量站;海洋平臺有中國海洋石油總公司下屬的綏中36-1、秦皇島32-6、曹妃甸Phase II 等。該計(jì)量方式的主要工作原理是:
(1)采用低能伽瑪傳感器測量相分率,其中用單能伽瑪傳感器測量含氣率,用雙能伽瑪傳感器測量含水率;(2)采用文丘里,或互相關(guān)+文丘里結(jié)合的技術(shù)測量總流量;(3)根據(jù)相分率和專用數(shù)學(xué)模型確定油、氣、水各相的流量;(4)配套壓力、溫度測量儀表,實(shí)現(xiàn)PVT 轉(zhuǎn)換;(5)高速信號采集技術(shù),專用工業(yè)計(jì)算機(jī)構(gòu)成數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。(6)輸出參數(shù):總液量、油、氣、水流量、含水率、含氣率、溫度、壓力。
4.1 結(jié)構(gòu)緊湊,可以放在井口槽中,每個(gè)井口槽放一臺,油井經(jīng)計(jì)量匯管到多相流量計(jì)計(jì)量后可直接匯入集油匯管,簡化了工藝;
4.2 采用低能伽瑪射線吸收原理測量相分率,不受乳化液相轉(zhuǎn)化的影響,可以用于全范圍相分率測量;
4.3 可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、連續(xù)、自動測量,無人值守;
4.4 具有良好的可靠性,適用的測量準(zhǔn)確度和重復(fù)性;
4.5 一次投資和維護(hù)費(fèi)用低,在采用生產(chǎn)中,尤其在海洋油田具有很大的潛在效益;
4.6 測量范圍廣:可采用雙液路設(shè)計(jì),兩個(gè)液路用閥門切換,當(dāng)流量較低時(shí)關(guān)閉閥門,小液路工作。此時(shí)最低可測到30m3/d(GVF80%)、20m3/d(GVF90%)的低液量點(diǎn)。當(dāng)流量高時(shí),切換閥門,設(shè)備使用大液路測量,最高可測:800m3/d(GVF80%),1500m3/d(全液)的大液量點(diǎn)。
油井計(jì)量有計(jì)量間計(jì)量、翻斗計(jì)量、計(jì)量車、軟件量油和新型智能多相流量計(jì)等多種計(jì)量方式。其中計(jì)量間計(jì)量、翻斗計(jì)量、計(jì)量車和大部分智能多相流流量計(jì)采用氣液分離計(jì)量方法,部分單井測量裝置采用不分離計(jì)量方法。軟件量油屬于間接測量產(chǎn)量的軟測量方法。
目前,很多油田采用計(jì)量間計(jì)量,采用三相分離器將每口油井的油、氣、水分開或采用兩相分離器將氣、液相分開,然后分相計(jì)量。這種傳統(tǒng)分離器測量方法通過間斷性的進(jìn)液排液計(jì)量產(chǎn)液量,計(jì)量方法不連續(xù),工作過程繁瑣,而且人為因素很大。采用多相流量計(jì)方式能夠滿足計(jì)量要求,且能夠最大限度地簡化工藝流程,減少工藝設(shè)備,減少維護(hù)工作量,是灘海油田較為理想的一種油井計(jì)量方法。冀東南堡油田采用“海油陸采“的全新開發(fā)模式,以吹砂填海建造的人工島為中心,四周建造小型鋼制平臺,油氣處理設(shè)施盡量依托陸地,簡化人工島和鋼平臺上的油氣生產(chǎn)設(shè)施,在寸土寸金的人工島和鋼平臺上,采用多相計(jì)量流量計(jì)。為更好地保證測量精度,提高測量準(zhǔn)確性,設(shè)一臺兩相全自動計(jì)量裝置,每臺流量計(jì)有大、小兩種規(guī)格的流量計(jì),分別對多相流量計(jì)的大、小液路進(jìn)行校核。此外,為保證個(gè)別井口出油溫度較低的低產(chǎn)井油井產(chǎn)量計(jì)量,在流量計(jì)前加設(shè)一臺電加熱器。
現(xiàn)場應(yīng)用表明,多相流計(jì)量裝置有許多技術(shù)優(yōu)勢和特點(diǎn),計(jì)量精度滿足生產(chǎn)要求,其提供的各種數(shù)據(jù)可用于優(yōu)化生產(chǎn)參數(shù)、提高采收率、優(yōu)化工藝流程,其發(fā)展趨勢是小型化、智能化、高精度、低成本、適應(yīng)性廣、安全性高和結(jié)構(gòu)緊湊,而且通過多相流量計(jì)還可以分析介質(zhì)組成,包括蠟、水合物、化學(xué)組分等,是油田單井計(jì)量的發(fā)展方向。
[1]王紹忠,孫陳清.勝利海上埕島油田油井計(jì)量技術(shù)[J].計(jì)量與測試技術(shù),2004-05-05.