油井计量技术现状及其发展趋势

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摘要:介绍我国油田主要采用的油井产量计量方法,其中原油计量包括玻璃管液面计量油、电极量油、翻斗量油;天然气计量包括孔板厕气、分离气排液测气、气体流量计测气及含水量的测量。同时介绍油井采出液中油、气、水产量综合计量方法及其相关技术,阐述油井计量技术的发展趋势。

关键词:油井 原油计量气体计量 含水率 计量装置发展趋势

油井产量的计量是油田生产管理中的一项重要工作,对油井产量进行准确、及时的计量,对掌握油藏状况,制定生产方案,具有重要的指导意义。目前国内各油田采用的油井产量计量方法主要有玻璃管量油孔板测气、翻斗量油孔板测气、两相分离密度法和三相分离计量方法等。随着技术的进步,油田越来越需要功能强、自动化程度高的油井计量设备以提高劳动生产率和油田的管理水平。

1.原油的测量

(1)玻璃管液面计量油

在油气分离器上安装一根长80左右并与分离器构成连通管的玻璃管液面计。分离器内一定重要的油将水压倒玻璃管内,根据玻璃管内水上升的高度与分离器内油量的关系得到分离器内油的重量,由此测得玻璃管内液面上升高度所需要的时间,即可折算出油井的产量。

玻璃管量油是国内各油田普遍采用的传统方法,约占油井总数的90%以上。该方法装备简单、投资少,但由于采用间歇量油的方式来折算产量,导致原油系统误差为10% ~20%。另外在高含水期,特别是在特高含水期,对于气液比低的油井计量后的排液十分困难,该计量操作造成很大不便。

(2)电报量油

在玻璃管液面计量油的基础上,在规定的量油高度h上、下各安装一个电极,当水上升到下电极时,计时电表接通开始计时,水上升到上电极时,电表切断停止走动,记录水上升h高的时间t,则可按照玻璃管液面计量油的方法计算出油井的产量。

(3)翻斗量油

翻斗量油装置主要由量油器、计数器等组成。一个斗装满时翻到排油,另一个斗装油,这样反复循环来累积油量。这种量油装置结构简单,具有一定计量精度。

2.天然气的测量

(1)孔板测气

孔板测气是传统的气体计量方法,用节流孔板与波纹管压差计配套进行测量,根据气体流经孔板节流时前后的压差来计算气体流量。这种计量方法装置结构简单,安装方便,但量程较小,只有1:3,而且计量精度受孔板加工安装精度的影响。

(2)分离器排液测气

在计量用油气分离器量完油以后,关闭分离器的天然气出口阀门,根据排液的时间计算天然气的产量。这种方法不需要专门的测量装置,原理简单,但操作工作量大,且精度不高。

(3)气体流量计测气

随着技术的发展,气体流量计在天然气测量中的应用越来越多,常用的有气体涡轮流量计、旋进旋涡流量计、涡街流量计、气体罗茨流量计等。

气体涡轮流量计、旋进旋涡流量计、涡街流量计是速度式流量测量仪表。气体涡轮流量计主要由涡轮、导流气、磁电转换器等组成,具有精度高、重复性好、反映快、测量范围宽等优点,缺点是具有运动部件,容易磨损,从而影响测量的精度。

涡街流量计是基于“卡门”涡街原理研制成的一种流量计。在管道中插入一个旋涡发生体,当管道中有流体流过时,在旋涡发生体的两侧将交替产生旋涡,在下游交替排列的旋涡列被称为“涡街”,单位时间内通过某一点的涡街的数量与流体的流速成正比。涡街由压力传感器检测,检测的微弱电信号经处理,转换为流量进行显示或者远传。

旋进旋涡流量计工作原理;进入流量计的流体通过旋涡发生器产生旋涡流,旋涡流在文丘里管中旋进,到达收缩短突然节流使旋涡流加速。当旋涡流进入扩散段后,因回流的作用强迫进入旋进式二次旋转。旋涡流的频率与介质速度成正比并且为线性关系,由压力传感器检测,检测的微弱电信号经处理,可转换为流量信号。

旋进旋涡流量计和涡街流量计都具有结构简单、准确度高、测量范围大、无机械可动件、安装使用方便、不受介质的密度、粘度等影响的优点。

气体罗茨流量计是一种容积式流量计,计量精度较高,适用于精密的体积测量,广泛用于贸易和精密储运计量管理。但是在油井计量中分离出的天然气含有较多的液滴,这会影响流量计转动机构的润滑,容易出现卡、堵事故,所以一般不宜采用此类流量计。

3. 含水量的测量

(1)人工取样

操作人员取一定数量的油样,使用蒸馏法、电脱法等测定油样的含水量,从而获得油井的含水量参数。这是目前我国油田采用的主要检测方法。人工采取油样不易取准。代表性不强,增大了原油含水率的误差。

(2)在线计量

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