單井計(jì)量技術(shù)在長(zhǎng)慶油田的應(yīng)用

姬蕊 馮宇 張巧生 王榮敏

（西安長(zhǎng)慶科技工程有限責(zé)任公司）

隨著長(zhǎng)慶油田的多層位開(kāi)發(fā)、采出液氣油比的不同，地面集輸工藝必須因地制宜，具體對(duì)待。作為掌握油井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)的單井計(jì)量技術(shù)，是油氣集輸?shù)闹匾h(huán)節(jié)，目的是掌握油井的開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)，判斷油井和地層的變化，以便及時(shí)采取相應(yīng)措施。因此必須針對(duì)不同集輸工藝，不斷探索出適應(yīng)油田發(fā)展的多種計(jì)量技術(shù)，為油田不同區(qū)塊生產(chǎn)管理提供出有力技術(shù)支撐。

1 單井計(jì)量技術(shù)

1.1 計(jì)量分離器計(jì)量

計(jì)量分離器計(jì)量工藝是利用站場(chǎng)設(shè)置計(jì)量分離器進(jìn)行油井產(chǎn)量的輪轉(zhuǎn)計(jì)量。在計(jì)量分離器內(nèi)首先進(jìn)行油氣分離，產(chǎn)液量計(jì)量可通過(guò)容積、重力或流量等多種方法進(jìn)行計(jì)量，含水率計(jì)量可通過(guò)取樣化驗(yàn)或在線(xiàn)含水分析確定，伴生氣產(chǎn)量通過(guò)流量計(jì)實(shí)現(xiàn)計(jì)量。該計(jì)量工藝有效解決了低液量及間歇出油油井的計(jì)量問(wèn)題，并可同時(shí)實(shí)現(xiàn)油、氣產(chǎn)量的同時(shí)計(jì)量，計(jì)量結(jié)果直觀方便，工作穩(wěn)定，計(jì)量精度高，計(jì)量誤差＜±5%。按計(jì)量周期10～15d、計(jì)量時(shí)間8～24h計(jì)算，一套計(jì)量系統(tǒng)可轄20～30口油井的計(jì)量。該工藝配套集油工藝為雙管流程，即，叢式井組敷設(shè)2條集油管線(xiàn)至站場(chǎng)，分別為單井計(jì)量管線(xiàn)和混合油管線(xiàn)，雙管流程原理見(jiàn)圖1。

圖1 雙管流程原理示意

長(zhǎng)慶油田應(yīng)用的計(jì)量分離器計(jì)量技術(shù)主要包括：雙容積自動(dòng)量油分離器和翻斗計(jì)量分離器計(jì)。

1.1.1 雙容積自動(dòng)量油分離器

為容積式計(jì)量方法，主要由計(jì)量分離器、齒輪泵、及自控系統(tǒng)等組成，利用電磁三向閥切換實(shí)現(xiàn)分離室和計(jì)量室自動(dòng)切換，計(jì)量室內(nèi)液體通過(guò)齒輪泵外抽，通過(guò)統(tǒng)計(jì)一段時(shí)間內(nèi)計(jì)量室的排空次數(shù)以實(shí)現(xiàn)對(duì)油井產(chǎn)油量計(jì)量。

該設(shè)備對(duì)外界環(huán)境（如溫度、磁場(chǎng)、聲音等）無(wú)特殊要求，采用性能可靠的電磁三向閥和電子計(jì)數(shù)器，電子計(jì)數(shù)器可以安裝在監(jiān)控室，具有一定的遠(yuǎn)程監(jiān)控能力。同時(shí)，雙套計(jì)數(shù)裝置不但進(jìn)一步保證了計(jì)數(shù)的可靠性，而且可以互為參照，從而達(dá)到準(zhǔn)確計(jì)數(shù)的目的。容器計(jì)量精度較為準(zhǔn)確，通過(guò)試驗(yàn)可以看出，一個(gè)計(jì)量循環(huán)的重復(fù)精度可以達(dá)到96%～97%。

1.1.2 翻斗計(jì)量分離器計(jì)

翻斗計(jì)量分離器計(jì)為重力式計(jì)量方法，主要由翻斗分離器和自控系統(tǒng)組成。當(dāng)計(jì)量斗內(nèi)進(jìn)入一定重量的液體后，計(jì)量斗重心失去平衡并進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，利用翻斗周期性翻轉(zhuǎn)進(jìn)行單井產(chǎn)液重量的計(jì)量。翻斗計(jì)量分離器計(jì)具有體積小，工藝簡(jiǎn)單，安裝方便，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的特點(diǎn)計(jì)量后利用氣頂壓力輸送，無(wú)需外加動(dòng)力。

翻斗計(jì)量裝置安裝在井口，翻轉(zhuǎn)軸裝有傳感器，可將翻轉(zhuǎn)信號(hào)傳遞出來(lái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸或就地顯示。

采用翻斗計(jì)量分離器計(jì)技術(shù)可大大降低單井計(jì)量建設(shè)投資。每個(gè)井組安置一臺(tái)，平均單井投入僅0.3～0.5萬(wàn)元。目前，已在西峰油田開(kāi)展該技術(shù)的適應(yīng)性研究工作。表1為翻斗計(jì)量裝置數(shù)據(jù)。

表1 翻斗計(jì)量裝置試驗(yàn)數(shù)據(jù)

通過(guò)與計(jì)量罐對(duì)比，翻斗計(jì)量裝置相對(duì)誤差為2.1%～8.7%，較好地適應(yīng)了單井計(jì)量的要求。

1.2 功圖法計(jì)量技術(shù)

功圖計(jì)量技術(shù)是依據(jù)油井深井泵工作狀態(tài)與油井液量變化關(guān)系，建立抽油桿、油管、泵功圖的力學(xué)和數(shù)學(xué)模型，通過(guò)獲取示功圖數(shù)據(jù)，計(jì)算油井產(chǎn)液量。計(jì)量系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成，見(jiàn)圖2。

圖2 功圖計(jì)量

該工藝安裝高精度的數(shù)據(jù)采集器，獲取油井抽油機(jī)上載荷和位移等數(shù)據(jù)，采用無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)姆绞綄⑵鋫魉偷骄畧?chǎng)RTU，通過(guò)井場(chǎng)RTU將數(shù)據(jù)輸送到站場(chǎng)中控儀表室。中控儀表室對(duì)井場(chǎng)RTU傳送的數(shù)據(jù)，通過(guò)監(jiān)測(cè)和油井計(jì)量分析系統(tǒng)軟件，實(shí)時(shí)顯示監(jiān)測(cè)功圖、分析油井工況，折算出油井產(chǎn)液量。

功圖計(jì)量技術(shù)具有的特點(diǎn)：一是，通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)參數(shù)獲得油井日產(chǎn)量對(duì)比計(jì)量分離器以數(shù)小時(shí)油量折算日產(chǎn)量更加準(zhǔn)確；二是，實(shí)現(xiàn)了油井生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，為井筒優(yōu)化管理提供可靠的第一手?jǐn)?shù)據(jù)，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的故障做到及時(shí)診斷、提前預(yù)防、及時(shí)治理，提高開(kāi)井時(shí)率；三是，自動(dòng)化程度高，每個(gè)數(shù)據(jù)處理點(diǎn)可管理40～50口油井，無(wú)需井口和站場(chǎng)流程復(fù)雜的切換過(guò)程，降低了員工勞動(dòng)強(qiáng)度；四是，油井產(chǎn)量計(jì)量誤差控制在15%以?xún)?nèi)，可以滿(mǎn)足油井計(jì)量需要。但是，連噴帶抽油、間歇出油、油管漏失等因素對(duì)計(jì)量準(zhǔn)確性影響較大，另外，單井伴生氣產(chǎn)量無(wú)法計(jì)量；五是，示功圖需進(jìn)行在線(xiàn)標(biāo)定，以減少因傳感器漂移造成的誤差；另一方面采用車(chē)載式油井井口標(biāo)定裝置，作為修正功圖計(jì)量誤差的一種補(bǔ)充手段，是針對(duì)油田連噴帶抽、間歇出油而設(shè)計(jì)的計(jì)量裝置。

功圖計(jì)量技術(shù)改變了傳統(tǒng)的站內(nèi)計(jì)量方式，將計(jì)量點(diǎn)前移至井口，使得叢式井組雙管流程變?yōu)閱喂芰鞒桃?jiàn)圖3，集油管線(xiàn)敷設(shè)長(zhǎng)度減少50%。據(jù)測(cè)算，采用井口功圖計(jì)量（單管集輸流程）的投資僅為雙容積計(jì)量（雙管集輸流程）的投資的30%，平均單井投入節(jié)省3.2萬(wàn)元。

圖3 單管集輸流程原理

井口功圖計(jì)量技術(shù)無(wú)計(jì)量周期的限制，取消了站內(nèi)單井計(jì)量設(shè)施，簡(jiǎn)化了站內(nèi)集輸流程，節(jié)約了占地，降低了管理費(fèi)用。另外，將示功圖法量油技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸?shù)扔?jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合起來(lái)，可實(shí)現(xiàn)油井的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)管理及分析，提高油田的整體管理水平。

1.3 井口儀表計(jì)量技術(shù)

為簡(jiǎn)化流程，降低投資，開(kāi)展了井口計(jì)量技術(shù)研究試驗(yàn)。對(duì)于氣油比高的油井，應(yīng)用橇裝計(jì)量工藝（將分離器和流量計(jì)組合成橇）；對(duì)于氣油比較低的油井，應(yīng)用消氣器＋流量計(jì)計(jì)量工藝；對(duì)于幾乎不含伴生氣的油井，采用雙轉(zhuǎn)子流量計(jì)計(jì)量工藝；通過(guò)3種計(jì)量模式與雙容積計(jì)量方式進(jìn)行對(duì)比，相對(duì)誤差在10%以下，能夠客觀地反映油井的真實(shí)生產(chǎn)水平，投資均不超過(guò)3萬(wàn)元，為叢式井單管集輸流程做了有益的嘗試。

2 結(jié)語(yǔ)

長(zhǎng)慶油田通過(guò)對(duì)不同油區(qū)油井計(jì)量技術(shù)不斷嘗試，取得了顯著效果。從開(kāi)發(fā)初期的儲(chǔ)罐人工檢尺到技術(shù)成熟的雙容積自動(dòng)計(jì)量，再到目前的功圖法計(jì)量技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了計(jì)量技術(shù)從簡(jiǎn)單、復(fù)雜、簡(jiǎn)單，井口集輸流程從單井單管、叢式井雙管、叢式井單管流程的突破，單井計(jì)量工藝的進(jìn)步標(biāo)志著地面集輸工藝的發(fā)展。

單井計(jì)量技術(shù)的各種工藝各有其適應(yīng)性：計(jì)量分離器技術(shù)主要應(yīng)用于油井的氣液兩相計(jì)量，精度較高，流程相對(duì)較為復(fù)雜，投資較高；功圖計(jì)量技術(shù)是目前長(zhǎng)慶油田應(yīng)用最為廣泛的計(jì)量技術(shù)，流程設(shè)置較為簡(jiǎn)單，可實(shí)時(shí)監(jiān)控油井生產(chǎn)情況，管理方便，有效節(jié)約人力資源；井口儀表計(jì)量技術(shù)計(jì)量精度適中，計(jì)量工藝選擇多樣，主要適用于距離站場(chǎng)較近，管理方便的井場(chǎng)。

單井計(jì)量的各種工藝均有其存在的必要性，針對(duì)不同的開(kāi)發(fā)區(qū)塊應(yīng)選擇適宜的單井計(jì)量工藝，在滿(mǎn)足工藝特點(diǎn)要求的同時(shí)應(yīng)盡量降低建設(shè)成本，提高開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)效益。

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