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摘 要:草西油区存在不同的计量方式,各种计量方式的原理及计算方法不同。本文对这几种不同的计量方式原理、计算方法及优缺点进行了探讨,希望针对不同类型的油井采用不同的计量方式,以适应不同油井对计量方式的要求。
关键词:计量方式;分离器;;功图计量;对比分析
中图分类号:TB932
一、前言
草西油区目前共有163口井,每天开井160口左右;日产液量2990吨,日产油量316吨,日产气量6595方,平均含水为89.4%。而原油产量的准确计量是石油、天然气生产中必不可少的重要环节。油井计量的方法较多,现场上常用的量油方法从基本原理方面可分为容积法和重力法两种;从密闭程度方面可分为低压放空量油和高压密闭量油两种;从控制方式方面则可分为手动控制和自动控制量油两种。目前草桥油区的计量方式有五种,分别是玻璃管手动量油分离器、称重式油井计量器、多功能移动计量车、桶标以及功图量油。最常用的是玻璃管手动量油分离器和称重式分离器。草桥地区共有14座计量站,其中有4座计量站使用的是称重式分离器,其余十座为玻璃管手动量油分离器,这是一种传统的计量方式。
二、各种计量方式的原理
(1)玻璃管手动量油分离器的工作原理.由分离器的结构可知,在分离器侧壁装一高压玻璃管和分离筒构成连通器,根据连通器原理,分离器内液柱压力与玻璃管内水柱压力相平衡,因此,当分离器内液柱上升到一定高度时,玻璃管内水柱也相应上升一定高度,但因液、水密度不同,分离器内液柱和玻璃管中的水柱上升高度也不相同。只要知道玻璃管内水柱高度hw,就可以计算出分离器内液柱上升高度How,记录玻璃管内水柱上升高度所需时间(t),则可计算出分离器内液柱重量,就可求出该井日产量(油液)。(2)称重式计量器原理。称重式计量器又称为翻斗流量计,其计量装置主要由计量分离系统、数据采集系统、计算机系统和多重保护系统等4部分组成。在其计量腔内,有一对可以翻转的容积斗,达到标准计量值后,根据力平衡原理,容积斗自动翻转换位,并将翻转次数传递至显示仪表,从而完成一个计量周期。当称重到达设定的重量后,单次记时结束,计量分离器出口的电动排油阀开启,开始向外部排油。当液量排出到一定量时,排油过程结束,关闭电动排液阀,进入下一罐的计量,一直连续计量到设定的计量时间结束。当计量结束后,油井产量就会自动出现在显示仪上,只需直接读取不用计算。(3)多功能移动计量车的原理。计量车是模拟计量间单井集中计量的技术流程,用压缩气体模拟单井油压,用称重计量法计量出一定时间内产出液的质量,折算成日产量,计量完成后将计量罐中的原油通过气泵打入管汇流程,再进行下一次的计量。(4功图量油。在线功图计量系统是以示功图为基础,确定有效冲程,计算井下排液量,然后利用油管内的混合液的密度关系计算出体积系数,折算出井口产液量。今年对其中15口安装了在线功图,通过在线功图折算液量,使油井由每间隔几天计量一次到每天计量24次,由多井共同计量到单井计量,如此,我们可及时掌握油井生产情况,同时也大大减少了职工的工作强度。
三、各种计量方式的对比分析
1、玻璃管分离器的优缺点。优点:(1)玻璃管的起始位留有足够的缓冲空间,几乎不受油砂、结蜡和稠油的影响,可适用于各类油井单井量油。(2)操作简单,计量性能稳定。缺点:
(1)玻璃管量油一般对于产液量50m3/d的井效果較好,低于此液量的井在量油过程中玻璃管内液面上升时间比较长,一般在400s以上,在此过程中人为误差不断加大,即使经过3次量油平均后,产量仍有较大误差。
2、对于间歇出油井,分离器玻璃管量油不具代表性:如量油时该井处在出油时段,即使可以量出产量,也是这一时段的产量作参考,则该量油产量是一个虚高的值,不真实;如果量油时该井处在不出油时段,就会无产量,但是这并不代表该井全天不出油,则该量油产量是一个虚低的值,也不真实。(3)对于掺水后进入分离器进行玻璃管量油的低产井,如果选择计量掺水的流量计准确度低或与现场配合不好,就会出现产量为零的情况,不能真实代表该井的产能,在某些情况下,甚至可能出现产量为负值的情况,这是不符合理论和实际情况的。(4)对于油稠的井,随着分离器使用时间的不断增加,由于油稠会在分离器内壁上粘附一层原油,使分离器的壁厚增加,就会出现计量不准确的情况。(5)玻璃管量油操作烦琐,量油费时费力,进油后人始终观察玻璃管液位变化,记录好液位的起点上升到指定液位所用时间和相应高度,计算数据可靠与否与采油工的责任心和量油规范操作直接相关。
2、称重式计量器的优缺点
优点:(1)测量范围大。称重式计量分离器对油井产液量的测量范围为0-500t/d,几乎能覆盖所有油井的产量范围,可用于油田开采初期及高含水和特高含水的油田开采后期,也可用于稠油区块的油井计量,便于应用和推广。(2)计量精度高。在宽的计量范围内产液量的计量精度不大于1kg。(3)称重式分离器装置采用仪表计量,且用于液量计量的质量流量计可定期标定,实现了油井的连续测量,提高了单井计量的精度和油井产量的准确性。(4)对于间隙性出油的井,可通过全天量油进行观察,确定间隙出油时间,制定间隙生产方案,即在出油时段起抽、不出油时段停抽。(5)自动化程度高,对油、气、水三相不分离进行连续在线的自动测量,实现了无人值守;采用智能化数据处理,无需人工计算,计量准确。缺点:(1)称重式计量器无法进行测气。(2)如果称重式计量器的自动翻转换位处漏气,就会造成量油不准,对计量站存在一定的危险。
3、计量车的优缺点
计量车的优点:(1)称重装置采用电子秤,计量准确可靠。(2)采用全自动控制,操作方便,能最大限度减轻工人的劳动强度,提高工作效率。(3)计量车可直接在井口计量产量,适应于本地区的稠油低产油井和边远油井。缺点:只适用于单井的计量,无法进行连续计量;无法进行测气。建议:在计量间阀组上增加量油接头,这样可以实现一个计量间所有油井都能使用计量车计量,改变计量车使用范围窄,拆装管线强度大的问题。
4、功图计量的优缺点
优点:省时省力,通过仪器设备的安装后可通过网络在线查询液量,也能更为及时,更为直观的反应伽经的液量变化情况;缺点:由于该计量方式通过地面示功图的有效冲程计算液量,一是稠油井功图因摩擦载荷的影响,使整个示功图更为肥大,有效冲程通过电脑确定存在一定的错误;二是无法发现管漏的井,管漏的井功图基本正常且如果漏点在油管上部,载荷变化也较小。
四、各种计量方式的对比分析
对各种计量方式的性能进行对比分析可知,不同的计量方式有其特有的特点,但称重式计量器的自动化程度相对较高,消耗的人力物力较低,很大程度上解放了劳动力,且在较宽的量程内有较高的的计量精度,提高了现场计量参数的准确性、可靠性和设备运行的安全性,具体操作简单、维修方便等特点。称重式计量器消除了压力、温度、密度、粘度、含砂、含蜡和含气等油井计量的不利因素影响,实现了间断连续在线监测,具有广阔的推广应用前景,而功图计量随着技术的不断成熟,取代传统方式计量指日可待。
五、结论
草桥油区是一个复杂的稠油区块,油井类型存在多样性,计量方式也存在多样性,最主要的计量方式还是传统的玻璃管量油。针对这一情况,应该增加一些新型的计量方式,如在线功图量油,采用多种计量方式,针对不同类型的油井采用不同的计量方式,以适应不同油井对计量方式的要求。
参考文献
[1]万仁溥;采油工程手册;石油工业出版社;2003.3
关键词:计量方式;分离器;;功图计量;对比分析
中图分类号:TB932
一、前言
草西油区目前共有163口井,每天开井160口左右;日产液量2990吨,日产油量316吨,日产气量6595方,平均含水为89.4%。而原油产量的准确计量是石油、天然气生产中必不可少的重要环节。油井计量的方法较多,现场上常用的量油方法从基本原理方面可分为容积法和重力法两种;从密闭程度方面可分为低压放空量油和高压密闭量油两种;从控制方式方面则可分为手动控制和自动控制量油两种。目前草桥油区的计量方式有五种,分别是玻璃管手动量油分离器、称重式油井计量器、多功能移动计量车、桶标以及功图量油。最常用的是玻璃管手动量油分离器和称重式分离器。草桥地区共有14座计量站,其中有4座计量站使用的是称重式分离器,其余十座为玻璃管手动量油分离器,这是一种传统的计量方式。
二、各种计量方式的原理
(1)玻璃管手动量油分离器的工作原理.由分离器的结构可知,在分离器侧壁装一高压玻璃管和分离筒构成连通器,根据连通器原理,分离器内液柱压力与玻璃管内水柱压力相平衡,因此,当分离器内液柱上升到一定高度时,玻璃管内水柱也相应上升一定高度,但因液、水密度不同,分离器内液柱和玻璃管中的水柱上升高度也不相同。只要知道玻璃管内水柱高度hw,就可以计算出分离器内液柱上升高度How,记录玻璃管内水柱上升高度所需时间(t),则可计算出分离器内液柱重量,就可求出该井日产量(油液)。(2)称重式计量器原理。称重式计量器又称为翻斗流量计,其计量装置主要由计量分离系统、数据采集系统、计算机系统和多重保护系统等4部分组成。在其计量腔内,有一对可以翻转的容积斗,达到标准计量值后,根据力平衡原理,容积斗自动翻转换位,并将翻转次数传递至显示仪表,从而完成一个计量周期。当称重到达设定的重量后,单次记时结束,计量分离器出口的电动排油阀开启,开始向外部排油。当液量排出到一定量时,排油过程结束,关闭电动排液阀,进入下一罐的计量,一直连续计量到设定的计量时间结束。当计量结束后,油井产量就会自动出现在显示仪上,只需直接读取不用计算。(3)多功能移动计量车的原理。计量车是模拟计量间单井集中计量的技术流程,用压缩气体模拟单井油压,用称重计量法计量出一定时间内产出液的质量,折算成日产量,计量完成后将计量罐中的原油通过气泵打入管汇流程,再进行下一次的计量。(4功图量油。在线功图计量系统是以示功图为基础,确定有效冲程,计算井下排液量,然后利用油管内的混合液的密度关系计算出体积系数,折算出井口产液量。今年对其中15口安装了在线功图,通过在线功图折算液量,使油井由每间隔几天计量一次到每天计量24次,由多井共同计量到单井计量,如此,我们可及时掌握油井生产情况,同时也大大减少了职工的工作强度。
三、各种计量方式的对比分析
1、玻璃管分离器的优缺点。优点:(1)玻璃管的起始位留有足够的缓冲空间,几乎不受油砂、结蜡和稠油的影响,可适用于各类油井单井量油。(2)操作简单,计量性能稳定。缺点:
(1)玻璃管量油一般对于产液量50m3/d的井效果較好,低于此液量的井在量油过程中玻璃管内液面上升时间比较长,一般在400s以上,在此过程中人为误差不断加大,即使经过3次量油平均后,产量仍有较大误差。
2、对于间歇出油井,分离器玻璃管量油不具代表性:如量油时该井处在出油时段,即使可以量出产量,也是这一时段的产量作参考,则该量油产量是一个虚高的值,不真实;如果量油时该井处在不出油时段,就会无产量,但是这并不代表该井全天不出油,则该量油产量是一个虚低的值,也不真实。(3)对于掺水后进入分离器进行玻璃管量油的低产井,如果选择计量掺水的流量计准确度低或与现场配合不好,就会出现产量为零的情况,不能真实代表该井的产能,在某些情况下,甚至可能出现产量为负值的情况,这是不符合理论和实际情况的。(4)对于油稠的井,随着分离器使用时间的不断增加,由于油稠会在分离器内壁上粘附一层原油,使分离器的壁厚增加,就会出现计量不准确的情况。(5)玻璃管量油操作烦琐,量油费时费力,进油后人始终观察玻璃管液位变化,记录好液位的起点上升到指定液位所用时间和相应高度,计算数据可靠与否与采油工的责任心和量油规范操作直接相关。
2、称重式计量器的优缺点
优点:(1)测量范围大。称重式计量分离器对油井产液量的测量范围为0-500t/d,几乎能覆盖所有油井的产量范围,可用于油田开采初期及高含水和特高含水的油田开采后期,也可用于稠油区块的油井计量,便于应用和推广。(2)计量精度高。在宽的计量范围内产液量的计量精度不大于1kg。(3)称重式分离器装置采用仪表计量,且用于液量计量的质量流量计可定期标定,实现了油井的连续测量,提高了单井计量的精度和油井产量的准确性。(4)对于间隙性出油的井,可通过全天量油进行观察,确定间隙出油时间,制定间隙生产方案,即在出油时段起抽、不出油时段停抽。(5)自动化程度高,对油、气、水三相不分离进行连续在线的自动测量,实现了无人值守;采用智能化数据处理,无需人工计算,计量准确。缺点:(1)称重式计量器无法进行测气。(2)如果称重式计量器的自动翻转换位处漏气,就会造成量油不准,对计量站存在一定的危险。
3、计量车的优缺点
计量车的优点:(1)称重装置采用电子秤,计量准确可靠。(2)采用全自动控制,操作方便,能最大限度减轻工人的劳动强度,提高工作效率。(3)计量车可直接在井口计量产量,适应于本地区的稠油低产油井和边远油井。缺点:只适用于单井的计量,无法进行连续计量;无法进行测气。建议:在计量间阀组上增加量油接头,这样可以实现一个计量间所有油井都能使用计量车计量,改变计量车使用范围窄,拆装管线强度大的问题。
4、功图计量的优缺点
优点:省时省力,通过仪器设备的安装后可通过网络在线查询液量,也能更为及时,更为直观的反应伽经的液量变化情况;缺点:由于该计量方式通过地面示功图的有效冲程计算液量,一是稠油井功图因摩擦载荷的影响,使整个示功图更为肥大,有效冲程通过电脑确定存在一定的错误;二是无法发现管漏的井,管漏的井功图基本正常且如果漏点在油管上部,载荷变化也较小。
四、各种计量方式的对比分析
对各种计量方式的性能进行对比分析可知,不同的计量方式有其特有的特点,但称重式计量器的自动化程度相对较高,消耗的人力物力较低,很大程度上解放了劳动力,且在较宽的量程内有较高的的计量精度,提高了现场计量参数的准确性、可靠性和设备运行的安全性,具体操作简单、维修方便等特点。称重式计量器消除了压力、温度、密度、粘度、含砂、含蜡和含气等油井计量的不利因素影响,实现了间断连续在线监测,具有广阔的推广应用前景,而功图计量随着技术的不断成熟,取代传统方式计量指日可待。
五、结论
草桥油区是一个复杂的稠油区块,油井类型存在多样性,计量方式也存在多样性,最主要的计量方式还是传统的玻璃管量油。针对这一情况,应该增加一些新型的计量方式,如在线功图量油,采用多种计量方式,针对不同类型的油井采用不同的计量方式,以适应不同油井对计量方式的要求。
参考文献
[1]万仁溥;采油工程手册;石油工业出版社;2003.3