质量流量计在原油计量中的应用分析

　　原油计量误差随着原油含水率升高而不断变化, 同时油田生产对计量准确度的要求也越来越高, 如何有效避免和消除影响原油计量准确度的因素, 找到一种较理想的计量方式或手段, 已成为油田计量中亟待解决的一个重要课题。

　　一、原油计量误差

　　1.油量计算公式及误差组成

　　油田计量参数包括产气量、产油量和产水量。产气量一般是指经过气液两相分离后计量出的数值, 本文不作分析。以下所有讨论都围绕气、液两相分离后(分离效果比较理想)原油综合液中的纯油、纯水计量展开。计算产油量的数学模型是:

　　M=Q·(1- N) (1)

　　式中: M———纯油量, t; Q———综合液量, t; N———含水率。

　　产油量M的误差由两个因素组成, 即Q、N。对式(1)两边求全微分:

　　式(2)两边同时除以 M即得到原油计量的相对误差:

　　式中: dQ/Q———计量仪表的准确度误差; dN/(1- N)———含水测量误差。

　　从以上分析可以看出, 原油计量误差由仪表准确度误差和含水测量误差两部分组成。二者均为系统误差。

　　2.两种误差影响因素分析

　　油田开发过程中按照含水率的高低分无水期、低含水期、中高含水期3个时期。无水期一般来说时间比较短暂; 由于不含水, 不存在含水测量误差, 计量误差由计量仪表准确度决定, 数值较小。伴随着注水等地质措施的实施, 很快将进入含水期, 计量误差由仪表准确度误差和含水测量误差组成, 含水值由手工取样化验获得, 其中化验操作过程带来的误差很小, 可以忽略不计, 误差主要来自于所取样品的代表性, 如果含水率相对比较稳定, 波动小, 那么样品代表性好, 含水误差小, 反之亦然。随着含水率不断升高, 含水波动往往变大, 尤其到中高含水期, 含水值变化会更大; 如果仅靠每隔一两个小时取一次样来推测这一段时间内的原油整体含水属性显然远远不够, 其代表性难以让人信服。同时, 中高含水期的原油综合液会产生游离水, 在输油管线内出现油水分层, 管道下部是明水, 上部是含乳化水的原油, 取样口怎样设置也是一个问题, 在水平管道中间取样并不一定能达到理想效果, 但在管道进行全截面取样很难做到, 所有种种因素都会对手工取样化验含水的测量产生不利影响, 从而影响原油计量误差。

　　根据式(3) 推算, 表1是不同含水期, 由于仪表误差和含水误差对原油计量误差造成的影响, 计量仪表准确度基本能达到1%, 含水测量误差以3%计算( 按照取样代表性), 在中高含水期, 含水测量误差会大得多。由表1可以看出, 在中高含水期, 影响原油计量误差的决定性因素是含水测量, 而含水误差大小直接取决于取样的代表性, 因此在中高含水期尤其在含水率波动较大的情况下, 采用间断性取样测量含水值很困难, 解决办法就是采用连续、在线含水测量方式, 质量流量计是一种比较理想的计量手段, 我油田目前使用了FISHER和MICRO MOTION公司生产的两种类型的质量流量计。