稠油热采单井计量装置

刘颖

【摘要】油井采出液多相流计量是油田生产中亟待解决的问题，迫切的需要与之相适应的油井多相计量技术。该技术从研究多项计量技术原理为基础，利用GLCC旋流式气-液多相分离计量技术，研制了一套适合移动式单井计量装置，能够方便的测量产出液的质量以及油气水的含量。在室内机理性试验中验证了计量模型的合理性。在现场的在线试验中，验证了计量装置的实用性，试验精度≤3%，均达到预期的应用要求。通过对油井的动态监测，制定合理的采油方案，为油藏动态管理提供可靠的依据，最终保证生产的良好运行。

【关键词】 计量装置 油气水含量 GLCC 移动式 测试精度

目前，单井计量大多采用两相计量工艺，即利用老式两相分离器进行气液分离，配套气计量仪表进行气计量，油水通过同一仪表计量后采用人工取样化验含水率，以此推算单井油量，或采用翻斗计量或功耗法计量。以上方式对于油田处于低含水开发期较为适用。而辽河油田中高含水、高液量的油井占1/2以上，其原油产量占总量的1/2。而且计量站内分离器的浮子连杆机构不能精确控制内部液面，使得分离效果不佳，造成气路串油，油路串气，玻璃管经盐水包串入原油，液位观察不准等现象，不能准确知道单井的产能状况，不能满足《油田油气集输设计规范》（SY/T0004—98）中油井产量油、气、水的准确度应在±10%以内的要求，不利于地质分析和工艺措施应用，进而影响措施技术和经营决策及整体效益。因此，提高地面工艺水平和管理水平，研制和开发三相计量工艺已刻不容缓。

1 工艺流程及工作原理

1.1 工艺流程

工艺流程图如图1所示。本工艺利用GLCC多相流量计量装置取代了气液分离器、气液计量仪表等相关设施，使计量站的流程得到了很大的简化，提高了汽液测量的精度。

2 室内试验

为确保GLCC多相流计量装置的工作可靠性和稳定性，进行了多项试验，图3为实验室的测试流程图。试验条件确定为：实验室提供的气量为0～3.7m3/min可调；水流量为0～11.2m3/h可调； 油流量为0～11.2m3/h可调；最大压力为0.8MPa（表）可调；操作压力0.42MPa（表）可调；操作温度为20℃。

该实验室可以模拟层流、雾状流、段塞流、泡状流等流型，并可涵盖辽河油田所有的现场工况。控制系统设定点回路调试：最优化液位压力设定点、PID调节值，分别在最大/最小气相、液相流量下测试系统各参数的控制情况。

为了直观的观测分离效果，按照GLCC多相流计量装置中的GLCC分离器图纸，加工了一个相同尺寸的分离器，并将该分离器中部换装透明管用作试验研究，以实时观测液位变化和分离情况。下图为试验中的仪器，可以很清楚的看到旋流场。根据现场的试验工况，对控制回路的各个调节参数进行了优化。

（1）实验室流量测试：针对我油田的现场实际工况，在实验室进行了现场工况的模拟试验，在试验中测试了多相流计量系统的误差范围。试验目的：相互检查和校正试验室和GLCC多相流计量装置上所采用的液体质量流量计。试验结果表明，流量计都处于正常工作状态。

（2）以水和气混合物作为输入量，确定GLCC系统的分离效果和系统的测量精度。结果表明： GLCC系统达到预期的分离效果，即液中含气率≤1%～2%；水的计量精度可以达到±1～2%； 气体的计量精度可以达到±1～3%。

（3）以油、气、水三相混合物作为输入，确定GLCC系统的分离效果和系统的测量精度。在输入混合物时考虑了不同含水率和不同含气率对计量装置计量精度产生的影响。结果表明：GLCC系统达到预期的分离效果，即液中含气率≤1%～2%；油的计量精度可以达到±1～3%；水的计量精度可以达到±1%～3%；气体的计量精度可以达到±1%～3%。

3 现场试验

为了不影响站内的正常生产计量，采用与站内生产同步进行计量的办法。取每口井30分钟内的气液累积量分别进行比对。在进行计量前，为了保证所取数据的可靠性，每测量一口井的数据就要对站内的气液管线进行清扫，时间大约为20～30分钟。在30分钟的计量过程中，取得2个液样，采用人工化验含水率的办法，计算平均含水率，与多相流计量装置所测的30分钟内的平均含水率进行对比。所取数据与比对结果如表1。

4 结论

通过对GLCC多相流计量系统分离效果的研究，研制了一套适合移动式单井计量装置，通过室内试验和现场试验，验证了计量装置的实用性，试验精度≤3%，达到理想的预期目标，为油藏动态管理提供可靠的依据，最终保证生产的良好运行。

参考文献

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