余海，賀公安

（海默集團(tuán)蘭州能源科技股份有限公司，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

隨著石油、天然氣行業(yè)的快速發(fā)展，在油氣井開采過程中，做好油氣井產(chǎn)量計量，滿足生產(chǎn)管理需要，成為油氣開采管理的重要內(nèi)容。計量時，注重數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、及時性，準(zhǔn)確把握油藏情況，科學(xué)制定生產(chǎn)方案，為開采作業(yè)提供重要的參考及指引。本文分析短節(jié)型多相流量計和低產(chǎn)多相計量裝置在油氣井計量中的應(yīng)用，實現(xiàn)對油氣井產(chǎn)出物的多相計量。結(jié)合油田、區(qū)塊、油井所占比例，對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而為油田管理提供有效的數(shù)據(jù)支持。

1 多相流計量裝置及其特點

1.1 多相流計量裝置

多相流計量裝置是一種油、氣井多相計量裝置，在油田計量工作中得到了廣泛地應(yīng)用。裝置用文丘里流量計測量總流量，以伽馬傳感器測量相分率，并通過數(shù)據(jù)處理單元計算出油、氣、水三相的流量，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的有效輸出；對相關(guān)參數(shù)做好有效把握，將復(fù)雜的多相問題進(jìn)行簡單化處理，實現(xiàn)對油、氣井計量問題的有效解決[1]。該裝置可針對單井、多井計量，利用數(shù)據(jù)對生產(chǎn)情況做好科學(xué)分析，助力油氣開采管理工作的有效開展。

從目前油田計量工作開展情況看，主要還是采取在計量站建造分離器，對不同單井或多井合并后進(jìn)行分離計量的方法。傳統(tǒng)的分離器計量方案，由于設(shè)備的占地面積大，制造難度大，投資高，各井要匯集到計量站后才能計量，單井?dāng)?shù)據(jù)缺乏；而我公司的多相流量計產(chǎn)品已經(jīng)成功實現(xiàn)小型化，成為一個短節(jié)型流量計（SPM），可替換一節(jié)現(xiàn)場管線，實現(xiàn)在線計量。我公司的系統(tǒng)示意圖如圖1所示，操作原理如下。

圖1 短節(jié)型多相流量計系統(tǒng)示意圖

流量計測量多相介質(zhì)總體積流量Qt；單能伽馬傳感器測量多相流體含氣率GVF,雙能伽馬傳感器測量液相的含水率WC；溫度傳感器實時取得溫度信號；壓力變送器取得系統(tǒng)壓力信號。數(shù)據(jù)處理單元(DAU)按以下算式實時計算出油、水、氣量，并應(yīng)用PVT模型將測得的油、水和氣的流量轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)條件下的流量值。

式中：Qt為多相介質(zhì)總體積流量；GVF為多相流體含氣率；WC為液相的含水率。

SPM尺寸小、成本低，可按單井生產(chǎn)管線的口徑配備，使得單井配備成為可能，結(jié)合多相流量計的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸功能，可將數(shù)據(jù)直接傳回中心站，極大地方便了油田管理。

現(xiàn)場油井產(chǎn)量很低情況下，可選用低產(chǎn)多相計量裝置（LPT），如圖2所示。

圖2 低產(chǎn)多相計量系統(tǒng)（LPT）示意圖

混合介質(zhì)流入微型分離器，經(jīng)強(qiáng)制旋流后，氣體沿中部向上流動；液體沿外側(cè)向下運動在分離器中積存；當(dāng)液位到達(dá)設(shè)定液位上限時，DAU得到信號并指揮液路控制閥開啟進(jìn)行排液；當(dāng)液位下降至液位下限時，液路控制閥關(guān)閉，繼續(xù)積液。DAU得到分離器內(nèi)壓力反饋，控制氣路的控制閥開度，進(jìn)行系統(tǒng)壓力平衡。低產(chǎn)多相流量計從氣相和液相雙視角入手，實現(xiàn)對油井計量問題的有效解決[2]。

氣路采用漩渦流量計測量氣量；液路采用容積流量計或質(zhì)量流量計計量液量，液路含水分析儀計量實時的含水率，DAU對各流量計和儀表的信號實時進(jìn)行處理，對關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息進(jìn)行把握[3]。輸出油、水、氣的單相流量的累計數(shù)據(jù)和瞬時流量，并將數(shù)據(jù)傳至計量站控制室，同時也可接受控制指令，實現(xiàn)人同設(shè)備的交互。

1.2 裝置特點分析

無論是SPM還是LPT多相流計量裝置具有較高的測試精度，重復(fù)性好，能夠在線實時進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的處理和記錄。同時測量精度受到油氣流型、流態(tài)的影響較小。流量計壓力損失較小，尤其是SPM，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，拆卸、維修簡便，節(jié)能高效，一次性投資小，有條件的現(xiàn)場可以單井安裝，應(yīng)用前景廣闊。設(shè)備采取了模塊化的組合方式，對于SPM，可按用戶的實際流量大小選用不同口徑。對于LPT也可按需要對設(shè)備進(jìn)行組合設(shè)計，液流量計、氣流量計以及組分儀等進(jìn)行靈活搭配，針對井況實現(xiàn)對數(shù)據(jù)進(jìn)行更有效地獲取，滿足油井計量的實際需要[4]。

2 多相流量計在油井計量中的應(yīng)用優(yōu)勢

油田開發(fā)過程中，有些計量站分離器無法對內(nèi)部液面進(jìn)行精確控制，導(dǎo)致分離效果不佳，計量出現(xiàn)問題，存在較大的誤差，給油井?dāng)?shù)據(jù)計量造成了不利的影響[5]。多相流量計的應(yīng)用，具有如下獨特的應(yīng)用優(yōu)勢：

（1）多相流量計適合單井安裝，可有效提升計量數(shù)據(jù)的及時性和準(zhǔn)確度。對于海洋平臺和對占地要求嚴(yán)格的現(xiàn)場，無疑提供了獲取計量數(shù)據(jù)的更好選擇。通過它對產(chǎn)量變化進(jìn)行有效把握，為油田動態(tài)管理提供可靠的數(shù)據(jù)支持，確保現(xiàn)場生產(chǎn)穩(wěn)定運行。

（2）SPM設(shè)備的壓力損失小，可降低設(shè)備動力消耗，從而提升油田生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益[6]。多相流量計體積小，集成化水平較高，施工簡單；還可進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸和控制，有助于現(xiàn)場的數(shù)字化管理，降低人員工作量和維修量。

（3）同時，還能有效地減少環(huán)境污染，有助于實現(xiàn)油氣生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

總之，有效應(yīng)用多相流量計，能夠解決傳統(tǒng)計量方法對單井計量間斷性引起的準(zhǔn)確性問題，提升現(xiàn)場管理及經(jīng)濟(jì)效益，值得進(jìn)行推廣及應(yīng)用。

3 多相流量計在油井計量中的應(yīng)用分析

多相流量計在油田的應(yīng)用解決了油田管理過程中對油、氣井產(chǎn)量實時獲取的問題，為油氣田現(xiàn)場精細(xì)化管理創(chuàng)造了條件。如何科學(xué)有效利用，可從以下兩個方面把握：

3.1 提高計量工藝數(shù)據(jù)的有效性

計量過程中，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性至關(guān)重要，計量設(shè)備狀態(tài)良好、工作正常是取得良好數(shù)據(jù)的基本條件。因此，和其它設(shè)備一樣，多相流量計的維護(hù)和標(biāo)定尤為重要。由于油、氣井的介質(zhì)物性和井況參數(shù)不是恒定不變的，有些井的變化還很大，對于SPM型流量計，按操作手冊的相應(yīng)要求經(jīng)常采用實際介質(zhì)對流量計進(jìn)行標(biāo)定是確保設(shè)備數(shù)據(jù)精度的必要手段。

其次，注重對計量數(shù)據(jù)的監(jiān)測和分析。一旦數(shù)據(jù)波動，提示井況有變，應(yīng)及時確認(rèn)此變化是正常操作引起還是存在相應(yīng)問題；還應(yīng)注重將多相計量工藝數(shù)據(jù)與分離器計量數(shù)據(jù)對比，互相矯正，提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度。通過數(shù)據(jù)質(zhì)量分析和保證工作，對油氣井?dāng)?shù)據(jù)信息進(jìn)行針對性的獲取，能夠有效地發(fā)揮多相流量計功能，為油井生產(chǎn)提供重要的數(shù)據(jù)支持和參考，提升油井生產(chǎn)管理的經(jīng)濟(jì)效益[7]。

3.2 實現(xiàn)對液相、氣相的有效處置，有效利用數(shù)據(jù)信息

針對LPT型多相流量計，關(guān)鍵是液位控制過程正確。油井的狀態(tài)變化，會引起流量波動，一旦瞬時大液量導(dǎo)致液位策略失效，就會影響計量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。故LPT設(shè)備應(yīng)用過程中需要注重計量數(shù)據(jù)的跟蹤監(jiān)測和分析，一旦油井的瞬時產(chǎn)量變化超過設(shè)備限制，應(yīng)及時采取措施；同時也應(yīng)針對油井狀況，為后續(xù)調(diào)整管理策略提供依據(jù)。氣路的有效處置同樣也應(yīng)注重保證瞬時流量不超氣表量程、液路不走氣，經(jīng)常監(jiān)測實時流量數(shù)據(jù)，一旦數(shù)據(jù)波動超限，應(yīng)在測量流程的上游采取均衡生產(chǎn)措施。

計量過程中，應(yīng)及時獲得并分析多相流量計輸出數(shù)據(jù)，有效地發(fā)揮其功能。對油氣井開采活動進(jìn)行有效地把握和分析，為開采作業(yè)提供重要的數(shù)據(jù)指引，對作業(yè)質(zhì)量進(jìn)行有效地反饋，對存在的問題及不足做好有效地處置[8]。

4 結(jié)語

綜上所述，在油氣井計量工作中，使用多相計量裝置，可及時監(jiān)測井況，提高計量的及時性和精確性；對傳統(tǒng)的計量裝置做好改進(jìn)，發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，為油氣井開采作業(yè)提供重要的數(shù)據(jù)支持；利用數(shù)據(jù)，對作業(yè)過程進(jìn)行科學(xué)、合理的安排，從而滿足實際生產(chǎn)需要。LPT的應(yīng)用，能夠解決超低流量井況的計量問題，如實反饋低產(chǎn)井生產(chǎn)狀況，為油井生產(chǎn)管理策略提供重要的參考及指引，更好地滿足油井生產(chǎn)和開發(fā)需要，提升油氣田生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。