楊春穎 劉 哲
(中國(guó)石油冀東油田勘察設(shè)計(jì)研究院,河北 唐山 063004)
在原油開(kāi)采過(guò)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(guò)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(duì)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(guó)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(lái)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(dòng)較大 ,且沒(méi)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(zhǎng)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(kāi)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(duì)兩相計(jì)量的精度產(chǎn)生一定的影響。
單井來(lái)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?jī)x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(zhǎng)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(cè)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(cè)量,自動(dòng)顯示測(cè)量數(shù)據(jù),分別輸出油、氣、水的流量、溫度、壓力等被測(cè)參量。從而可以取代傳統(tǒng)的由測(cè)試分離器及其輔助系統(tǒng)組成的計(jì)量裝置,簡(jiǎn)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(chǎng)合采用不同精度等級(jí)的多相計(jì)量裝置,直接對(duì)油井產(chǎn)出液中的油、氣、水三組分進(jìn)行計(jì)量。
國(guó)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(wú)人值守計(jì)量站;海洋平臺(tái)有中國(guó)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(cè)量相分率,其中用單能伽瑪傳感器測(cè)量含氣率,用雙能伽瑪傳感器測(cè)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(cè)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(cè)量?jī)x表,實(shí)現(xiàn)PVT 轉(zhuǎn)換;(5)高速信號(hào)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(tái),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(jiǎn)化了工藝;
4.2 采用低能伽瑪射線吸收原理測(cè)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(cè)量;
4.3 可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、連續(xù)、自動(dòng)測(cè)量,無(wú)人值守;
4.4 具有良好的可靠性,適用的測(cè)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(cè)量范圍廣:可采用雙液路設(shè)計(jì),兩個(gè)液路用閥門(mén)切換,當(dāng)流量較低時(shí)關(guān)閉閥門(mén),小液路工作。此時(shí)最低可測(cè)到30m3/d(GVF80%)、20m3/d(GVF90%)的低液量點(diǎn)。當(dāng)流量高時(shí),切換閥門(mén),設(shè)備使用大液路測(cè)量,最高可測(cè):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(cè)量裝置采用不分離計(jì)量方法。軟件量油屬于間接測(cè)量產(chǎn)量的軟測(cè)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(kāi)或采用兩相分離器將氣、液相分開(kāi),然后分相計(jì)量。這種傳統(tǒng)分離器測(cè)量方法通過(guò)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(guò)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(jiǎn)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(kāi)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(tái),油氣處理設(shè)施盡量依托陸地,簡(jiǎn)化人工島和鋼平臺(tái)上的油氣生產(chǎn)設(shè)施,在寸土寸金的人工島和鋼平臺(tái)上,采用多相計(jì)量流量計(jì)。為更好地保證測(cè)量精度,提高測(cè)量準(zhǔn)確性,設(shè)一臺(tái)兩相全自動(dòng)計(jì)量裝置,每臺(tái)流量計(jì)有大、小兩種規(guī)格的流量計(jì),分別對(duì)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(tái)電加熱器。
現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明,多相流計(jì)量裝置有許多技術(shù)優(yōu)勢(shì)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(shì)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(guò)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(cè)試技術(shù),2004-05-05.