移动式油井井口计量标定装置的研制与应用.docxVIP

北京雅丹科技开发有限公司电话：010-6970621769706227传真：010址：移动式油井井口计量标定装置的研制与应用□李景全张初阳陈侃平张玉麒杨彬王如新周建生（河南油田第一采油厂，河南桐柏，474780）摘要：近年来，随着节能降本效果显著的单井集输优化技术的迅速发展，传统计量站计量模式已经不能适应新集输模式发展的需求，针对此问题研制了一种新型的移动式井口计量装置，该装置能够在井口准确标定油井产液量，实现油井井口产出液（含油、气、水等多相流）在线、准确、便捷的计量。关键词：在线计量多相流质量移动井口计量标定装置计量体积较准确，且体积小，操作方便。缺点是：（1）高气液比油井计量误差大；（2）油井产出液组分经常波动，导致不同油品、不同含水的原油密度波动，造成计量出的液体体积换算成质量误差大。称重式流量计计量原理是使产出液流体流入定制的容器，通过称重装置计量出单位时间内的流体重量，从而折算出日产液量，其优点是计量数据比较准确。缺点是：（1）体积大，重量大，不利于现场移动使用；（2）每口井标定使用后，容器内原油都需妥善放空、加热冲洗，后续操作耗时长；（3）容器难于模拟油井正常生产时系统工况，因此计量液体质量与实际有一定误差；（4）需定期校验，校验费用较高。质量流量计计量原理是测量两根平行的测量管振动的相对位移，利用质量流量与振荡频率的相位差成正比关系，测出流体质量，其优点：（1）能直接计量流体质量，计量范围广，精度高；（2）体积小，重量轻，便于操作，现场移动方便；（3）能在不改变工况的前提下，直接连入系统中实现连续在线计量质量。其缺点：（1）需配套电源才能计量；（2）气液比＞1：20时，需配套气液分离装置才能确保计量精度。通过上述分析发现，目前油田采用的井口计量方法各有优缺点，均无法对各种工况下的井口产液量实现方便快捷直接准确的在线计量。1研究背景河南油田进入开发后期，单井集输存在着集输能耗高、老区集输管网老化严重，穿孔频繁，大量管线急需更换、管网集输能力不足、改造扩容难度大和传统集输模式防盗性能差，管理难度大等问题，单井集输优化技术虽然能够较好地解决上述问题，但单井集输优化技术实施后要取消计量站，因此必须将计量站计量移到井口计量。目前单井集输优化技术配套的功图计量技术一般能实现实时井口计量[1,2]，但功图计量仪器长年在井口高负荷下运转，数据产生误差无法避免，当产生误差时，就需要一种移动式标定装置定期对功图计量数据进行校验。目前油井井口标定计量一般采用体积流量计计量、称重式流量计计量、质量流量计等[3-5]。体积流量计计量原理是将体积流量计串联联入系统，计量出单位时间内的体积流量，折算出日产液量，其优点是在低气液比油井上使用，2移动式油井井口计量标定装置的研制考虑到现场标定的特殊性，确定井口标定计量装置图1井口计量装置工作原理示意图图2移动式井口计量标定装置PetroleumEngineeringTechnologyCPCI石油工程技术的设计原则：（1）体积小，重量轻，移动方便；（2）能在不改变工况的条件下联入系统，实现连续在线计量；（3）能直接计量流体质量，计量范围广，精度高。通过各种井口计量装置的对比可以看出，质量流量计具有计量精度高，计量范围广，体积小，重量轻等优点，符合油井现场标定的实际需要，综合考虑决定选择质量流量计作为井口计量标定设备。考虑到当气液比＞1：20时，质量流量计需配套气液分离装置才能确保计量精度，且流量计均有最佳计量范围，为了保证不同流量油井的计量精度，因此确定研制井口计量标定装置的设计思路为：气液分离+组合质量流量计。气液分离的目的是消除气体对质量流量计计量的影响，组合质量流量计的目的是用不同量程的流量计满足不同流量油井的计量精度。井口计量装置计量原理：油井来液（多相流）进入旋流分离器在离心力、重力和浮力的作用下形成一个倒圆锥形涡流场，密度大的液相沿垂直管管壁流到分离器下部，密度小的气相沿漩涡的中央上升至分离器顶部，最终气相和液相流体分别从分离器顶部和底部排出（如图1）。分离器液位、气相和液相流量、压差由自力式气液分离控制器进行精确可靠地控制，保证分离器的稳定工作，实现气液两相充分分离，分离后的气相和液相通过组合单相流计量仪表计量。移动式井口计量标定装置（如图2所示）工艺设计：（1）对气液比＞1：20的油井，标定装置工艺为：卡车+上；为与井口流程连接方便，需配标产连接管线，因此需配套附件为：相应车辆或撬装装置、标定连接管等。3现场应用2010年，按照设计方案完成了移动式井口计量标定装置的加工、安装，2010年12月17日委托厂仪检站进行检验。经检验，该计量标定装置在1～5.5t/h范围内（使用水为检验介质）计量误差最大为1.4%，厂仪检站出具了检验合格证书（准予作3.0级计量器具使