淺析油氣計(jì)量技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展

宋春麗 張兵 王興芳

【摘 要】對(duì)于每口油井來說，計(jì)量數(shù)據(jù)是一切數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，計(jì)量工作對(duì)油田的經(jīng)濟(jì)效益具有十分重要的作用。生產(chǎn)計(jì)量工作涉及油田開發(fā)的各個(gè)方面，是油田開發(fā)的基礎(chǔ)。本文主要總結(jié)了目前應(yīng)用較多的計(jì)量技術(shù)，并分析了優(yōu)缺點(diǎn)。文章最后分析了油田計(jì)量技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)日常工作的推進(jìn)有一定的指導(dǎo)意義。

【關(guān)鍵詞】油氣；計(jì)量；自動(dòng)化

一、引言

隨著油田的進(jìn)一步開發(fā)，開采條件越來越苛刻，開采難度也越來越大，而且油田的含水率也越來越高，這對(duì)油田的計(jì)量工作增加了不少難度。在油氣集輸系統(tǒng)中，計(jì)量工作是生產(chǎn)管理中的一項(xiàng)重要工作，對(duì)于掌握油田產(chǎn)量狀況、分析油藏開發(fā)形勢(shì)、制定下步生產(chǎn)方案都具有重要的指導(dǎo)意義。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)量工作在以高技術(shù)為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)框架中顯得尤為重要。面對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的機(jī)遇和能源緊張的挑戰(zhàn)，對(duì)計(jì)量技術(shù)的要求也越來越高，油田越來越需要高端計(jì)量設(shè)備以降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高生產(chǎn)管理水平。因此，有效解決計(jì)量問題，提高計(jì)量精度和管理水平，對(duì)油田開發(fā)有十分重要的意義。

二、油氣集輸流程及計(jì)量節(jié)點(diǎn)

在采油生產(chǎn)中，為了準(zhǔn)確地了解油氣水井生產(chǎn)變化情況，進(jìn)行生產(chǎn)分析和動(dòng)態(tài)分析，合理地控制和協(xié)調(diào)生產(chǎn)過程，及時(shí)地調(diào)整各項(xiàng)開發(fā)指標(biāo)，要對(duì)生產(chǎn)過程中各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行連續(xù)或定期測(cè)量，而油氣水計(jì)量是每天每班必做的工作，它在采油生產(chǎn)中占有特殊地位。

在油田現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)過程中，油井生產(chǎn)的油氣水混合物分別由相應(yīng)的管網(wǎng)匯集到計(jì)量間，在計(jì)量間內(nèi)對(duì)各井產(chǎn)量進(jìn)行計(jì)量。經(jīng)過計(jì)量間的計(jì)量工作后，部分混合物輸送至接轉(zhuǎn)站，有的會(huì)輸送到聯(lián)合站?；旌显驮诮愚D(zhuǎn)站或聯(lián)合站經(jīng)過分離器進(jìn)行油、氣、水三相分離后，再經(jīng)過一次沉降、二次沉降，之后分別進(jìn)入油罐、水罐及氣罐，最終形成符合國家標(biāo)準(zhǔn)的可以外輸?shù)脑蚚1]。

在油田現(xiàn)場(chǎng)油氣集輸?shù)纳a(chǎn)過程中計(jì)量的節(jié)點(diǎn)主要涉及單井計(jì)量、分隊(duì)計(jì)量、污水計(jì)量、注水計(jì)量、原油交接計(jì)量、原油外銷計(jì)量、聯(lián)合站濕氣計(jì)量。計(jì)量的項(xiàng)目主要有油氣水三相計(jì)量、原油與天然氣兩相流量計(jì)量、原油含水率計(jì)量、油罐原油靜態(tài)計(jì)量以及原油密度的檢定等。

三、油氣計(jì)量現(xiàn)狀分析及計(jì)量方式

（一）油氣計(jì)量技術(shù)現(xiàn)狀

從目前計(jì)量技術(shù)來看，有靜態(tài)計(jì)量和動(dòng)態(tài)計(jì)量?jī)煞N方法。靜態(tài)計(jì)量發(fā)展的相對(duì)成熟，對(duì)參數(shù)進(jìn)行靜態(tài)測(cè)量，精度相對(duì)較高。應(yīng)用靜態(tài)計(jì)量的液位儀大概有幾十種，這些液位儀利用電磁學(xué)、光學(xué)、聲波等多種技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)液位更精確的測(cè)量。但實(shí)際工作過程中存在著諸多問題：一，油井開采出的原油屬于混合型液體，一般為油氣水三項(xiàng)混合，所以實(shí)時(shí)計(jì)量油氣水三項(xiàng)具有一定難度；二，同一油田不同油井存在或多或少的差異，而一般每個(gè)油田對(duì)只配備一套計(jì)量設(shè)備，這便造成了對(duì)于所有油井計(jì)量的困難；三，當(dāng)提高計(jì)量站和計(jì)量設(shè)備的數(shù)量時(shí)，會(huì)造成占地面積大，而且設(shè)備更新比較慢的缺點(diǎn)。所以對(duì)于如何提高計(jì)量的精準(zhǔn)度需要不斷的突破和研究[2]。

（二）主要計(jì)量方式

油氣混合物在進(jìn)入油氣計(jì)量系統(tǒng)后將進(jìn)行初級(jí)分離，該階段有的部門采用容器液位計(jì)組合分離的方式，但這種方式有較大的限制，由于介質(zhì)的不同產(chǎn)生較大的誤差?，F(xiàn)將常見的幾種流量計(jì)進(jìn)行分析[3-4]。

（1）質(zhì)量流量計(jì)

質(zhì)量流量計(jì)相對(duì)于其他計(jì)量系統(tǒng)而言，其精度并不會(huì)受到壓力、溫度的影響。隨著自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，質(zhì)量流量計(jì)更加智能化，且對(duì)流量的控制精確度高，普適性強(qiáng)。

（2）超聲波流量計(jì)

超聲波流量計(jì)主要由三部分組成：流量顯示系統(tǒng)、電子轉(zhuǎn)換線路和超聲波換能器。超聲波流量計(jì)的不需要安裝過濾器、無壓力損失，并可以對(duì)雙向流進(jìn)行測(cè)量，具有較高的性價(jià)比。目前在壓縮天然氣、發(fā)電廠、氣體處理站等眾多領(lǐng)域得到了很廣泛的應(yīng)用。

（3）孔板流量計(jì)

孔板流量計(jì)利用流體通過孔道時(shí)孔道前后的壓力差來進(jìn)行流量的測(cè)量，主要有五部分組成：取壓裝置、變送器、節(jié)流器、顯示儀器以及信號(hào)管路?？装辶髁坑?jì)成本低、工藝可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單準(zhǔn)確度高，對(duì)于蒸汽、液體和氣體流量的計(jì)量效果較好。

（4）計(jì)量油水混合物的儀表

在油水混合物進(jìn)入集輸系統(tǒng)初分離設(shè)備時(shí)，有些處理站仍采用容器加液位計(jì)的方法，但受裝置使用介質(zhì)條件等方面的限制，此方法誤差偏大。近年來質(zhì)量流量計(jì)由于其測(cè)量準(zhǔn)確度高、智能化程度高、適用范圍廣，不僅可以解決低含氣（甚至不含氣）油井的計(jì)量，還能解決高含氣或高含水油井的計(jì)量，且生產(chǎn)技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用技術(shù)逐步成熟，越來越得到油田認(rèn)可。

四、計(jì)量技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

雖然我國計(jì)量技術(shù)起步較晚，但是隨著油田信息化程度的提高，計(jì)量技術(shù)不但可以節(jié)約人力成本，而且在可靠性和計(jì)量精度上都有很大的提高。隨著智慧油田的發(fā)展，計(jì)量技術(shù)將朝著更加精準(zhǔn)、高效的方向發(fā)展。

計(jì)量技術(shù)精準(zhǔn)化。隨著油田產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和原油的不斷開采，對(duì)于計(jì)量精度也提出了更高的要求，尤其當(dāng)油田進(jìn)入后期開采時(shí)，原油含水率等參數(shù)不斷變化，這需要對(duì)油井的生產(chǎn)狀況和計(jì)量狀況能夠及時(shí)準(zhǔn)確的掌握，包括外部環(huán)境在內(nèi)的信息有著更為精準(zhǔn)的反饋。

計(jì)量過程高速化。為了及時(shí)掌握動(dòng)態(tài)狀況，需要盡可能的對(duì)油井進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，所以就需要不斷的縮短油井計(jì)量的周期，提高計(jì)量速度。

計(jì)量應(yīng)用智能化。對(duì)于計(jì)量技術(shù)的智能化發(fā)展一直是計(jì)量技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用不僅可以提高計(jì)量效率，而且能夠更加快捷地對(duì)信息變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)掌握。

油氣集輸系統(tǒng)計(jì)量技術(shù)的發(fā)展將體現(xiàn)在以下幾個(gè)發(fā)面：

（1）推廣應(yīng)用質(zhì)量流量計(jì)，用質(zhì)量流量計(jì)逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)的羅茨流量計(jì)和彎管流量計(jì)，使計(jì)算機(jī)技術(shù)在油氣計(jì)量領(lǐng)域中得到進(jìn)一步的開發(fā)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)溫度、壓力、流量的自動(dòng)測(cè)量、補(bǔ)償與修正。

（2）采用高精度、高可靠性、高穩(wěn)定性和智能化的含水分析儀，實(shí)現(xiàn)原油含水率和含油量的在線連續(xù)自動(dòng)測(cè)量。

（3）對(duì)原油計(jì)量采用0.2級(jí)高精度羅茨流量計(jì)，并配高精度的標(biāo)準(zhǔn)表，實(shí)現(xiàn)在用流量計(jì)的定期在線標(biāo)定。

（4）對(duì)氣體流量計(jì)，可采用移動(dòng)式音速噴嘴標(biāo)準(zhǔn)裝置。在計(jì)量?jī)x表使用相對(duì)集中的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置在線固定式音速噴嘴標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)裝置，以解決流量計(jì)的在線標(biāo)定問題，提高計(jì)量準(zhǔn)確度。

（5）目前，仍需要手工取樣化驗(yàn)原油含水的場(chǎng)合，需要推廣應(yīng)用原油自動(dòng)取樣器，以提高油樣的代表性和真實(shí)性。

（6）計(jì)量?jī)x表的高精度、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化以及獲取信息的便捷、快速化，將是油田油氣計(jì)量?jī)x表的發(fā)展趨勢(shì)。

五、結(jié)束語

隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們?cè)絹碓街匾曈蜌獾挠?jì)量工作。傳統(tǒng)的油氣計(jì)量方式存在計(jì)量精度低、適用范圍窄、精密檢測(cè)及控制儀表多、成本高等問題，改善油田計(jì)量工藝，既可優(yōu)化簡(jiǎn)化工藝流程，又可提高計(jì)量的精確度，為油田開發(fā)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，推動(dòng)油氣生產(chǎn)、油氣集輸系統(tǒng)計(jì)量技術(shù)的發(fā)展和提高。

【參考文獻(xiàn)】

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