单井计量技术在长庆油田的应用

姬蕊 冯宇 张巧生 王荣敏

（西安长庆科技工程有限责任公司）

随着长庆油田的多层位开发、采出液气油比的不同，地面集输工艺必须因地制宜，具体对待。作为掌握油井生产动态的单井计量技术，是油气集输的重要环节，目的是掌握油井的开发动态，判断油井和地层的变化，以便及时采取相应措施。因此必须针对不同集输工艺，不断探索出适应油田发展的多种计量技术，为油田不同区块生产管理提供出有力技术支撑。

1 单井计量技术

1.1 计量分离器计量

计量分离器计量工艺是利用站场设置计量分离器进行油井产量的轮转计量。在计量分离器内首先进行油气分离，产液量计量可通过容积、重力或流量等多种方法进行计量，含水率计量可通过取样化验或在线含水分析确定，伴生气产量通过流量计实现计量。该计量工艺有效解决了低液量及间歇出油油井的计量问题，并可同时实现油、气产量的同时计量，计量结果直观方便，工作稳定，计量精度高，计量误差＜±5%。按计量周期10～15d、计量时间8～24h计算，一套计量系统可辖20～30口油井的计量。该工艺配套集油工艺为双管流程，即，丛式井组敷设2条集油管线至站场，分别为单井计量管线和混合油管线，双管流程原理见图1。

图1 双管流程原理示意

长庆油田应用的计量分离器计量技术主要包括：双容积自动量油分离器和翻斗计量分离器计。

1.1.1 双容积自动量油分离器

为容积式计量方法，主要由计量分离器、齿轮泵、及自控系统等组成，利用电磁三向阀切换实现分离室和计量室自动切换，计量室内液体通过齿轮泵外抽，通过统计一段时间内计量室的排空次数以实现对油井产油量计量。

该设备对外界环境（如温度、磁场、声音等）无特殊要求，采用性能可靠的电磁三向阀和电子计数器，电子计数器可以安装在监控室，具有一定的远程监控能力。同时，双套计数装置不但进一步保证了计数的可靠性，而且可以互为参照，从而达到准确计数的目的。容器计量精度较为准确，通过试验可以看出，一个计量循环的重复精度可以达到96%～97%。

1.1.2 翻斗计量分离器计

翻斗计量分离器计为重力式计量方法，主要由翻斗分离器和自控系统组成。当计量斗内进入一定重量的液体后，计量斗重心失去平衡并进行翻转，利用翻斗周期性翻转进行单井产液重量的计量。翻斗计量分离器计具有体积小，工艺简单，安装方便，易实现自动化的特点计量后利用气顶压力输送，无需外加动力。

翻斗计量装置安装在井口，翻转轴装有传感器，可将翻转信号传递出来，实现数据的远距离传输或就地显示。

采用翻斗计量分离器计技术可大大降低单井计量建设投资。每个井组安置一台，平均单井投入仅0.3～0.5万元。目前，已在西峰油田开展该技术的适应性研究工作。表1为翻斗计量装置数据。

表1 翻斗计量装置试验数据

通过与计量罐对比，翻斗计量装置相对误差为2.1%～8.7%，较好地适应了单井计量的要求。

1.2 功图法计量技术

功图计量技术是依据油井深井泵工作状态与油井液量变化关系，建立抽油杆、油管、泵功图的力学和数学模型，通过获取示功图数据，计算油井产液量。计量系统主要由数据采集系统、数据传输系统、数据处理系统组成，见图2。

图2 功图计量

该工艺安装高精度的数据采集器，获取油井抽油机上载荷和位移等数据，采用无线传输的方式将其传送到井场RTU，通过井场RTU将数据输送到站场中控仪表室。中控仪表室对井场RTU传送的数据，通过监测和油井计量分析系统软件，实时显示监测功图、分析油井工况，折算出油井产液量。

功图计量技术具有的特点：一是，通过实时检测参数获得油井日产量对比计量分离器以数小时油量折算日产量更加准确；二是，实现了油井生产的动态监测，为井筒优化管理提供可靠的第一手数据，对生产过程中的故障做到及时诊断、提前预防、及时治理，提高开井时率；三是，自动化程度高，每个数据处理点可管理40～50口油井，无需井口和站场流程复杂的切换过程，降低了员工劳动强度；四是，油井产量计量误差控制在15%以内，可以满足油井计量需要。但是，连喷带抽油、间歇出油、油管漏失等因素对计量准确性影响较大，另外，单井伴生气产量无法计量；五是，示功图需进行在线标定，以减少因传感器漂移造成的误差；另一方面采用车载式油井井口标定装置，作为修正功图计量误差的一种补充手段，是针对油田连喷带抽、间歇出油而设计的计量装置。

功图计量技术改变了传统的站内计量方式，将计量点前移至井口，使得丛式井组双管流程变为单管流程见图3，集油管线敷设长度减少50%。据测算，采用井口功图计量（单管集输流程）的投资仅为双容积计量（双管集输流程）的投资的30%，平均单井投入节省3.2万元。

图3 单管集输流程原理

井口功图计量技术无计量周期的限制，取消了站内单井计量设施，简化了站内集输流程，节约了占地，降低了管理费用。另外，将示功图法量油技术和数据传输等计算机技术结合起来，可实现油井的远程实时管理及分析，提高油田的整体管理水平。

1.3 井口仪表计量技术

为简化流程，降低投资，开展了井口计量技术研究试验。对于气油比高的油井，应用橇装计量工艺（将分离器和流量计组合成橇）；对于气油比较低的油井，应用消气器＋流量计计量工艺；对于几乎不含伴生气的油井，采用双转子流量计计量工艺；通过3种计量模式与双容积计量方式进行对比，相对误差在10%以下，能够客观地反映油井的真实生产水平，投资均不超过3万元，为丛式井单管集输流程做了有益的尝试。

2 结语

长庆油田通过对不同油区油井计量技术不断尝试，取得了显著效果。从开发初期的储罐人工检尺到技术成熟的双容积自动计量，再到目前的功图法计量技术，实现了计量技术从简单、复杂、简单，井口集输流程从单井单管、丛式井双管、丛式井单管流程的突破，单井计量工艺的进步标志着地面集输工艺的发展。

单井计量技术的各种工艺各有其适应性：计量分离器技术主要应用于油井的气液两相计量，精度较高，流程相对较为复杂，投资较高；功图计量技术是目前长庆油田应用最为广泛的计量技术，流程设置较为简单，可实时监控油井生产情况，管理方便，有效节约人力资源；井口仪表计量技术计量精度适中，计量工艺选择多样，主要适用于距离站场较近，管理方便的井场。

单井计量的各种工艺均有其存在的必要性，针对不同的开发区块应选择适宜的单井计量工艺，在满足工艺特点要求的同时应尽量降低建设成本，提高开发经济效益。

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