三相不分离流量计在油田开发中的应用

    1　引　言

    中国石油股份有限公司塔里木油田分公司2006年组织相关技术人员对某公司的三相不分离流量计的工作原理、技术参数以及工作场所进行分析。因塔里木油田的 高压油井大多地处沙漠边缘或沙漠腹地,油气产量高且无人值守。如果为了检验三相不分离流量计的计量精度而将其安装在井口,井口无法安装计量分离器,不能用 分离器的单相流量计读数与三相流量计各相读数进行比较,达不到校验三相不分离流量计计量精度的目的。综合各个因素,决定在该油田吉拉克凝析气集中处理站试 用三相不分离流量计,将其安装在三叠系计量汇管上,使其与三叠系计量分离器油气水各单相流量计同时计量,计量一定周期后比较两者之间的偏差。

    2　三相不分离流量计计量单井

    该产品基于介电常数和γ射线的互相关测量原理,其最高压力可以达到69 MPa,测量量程比最大达到15~25倍,对含水量的测量比较敏感,测量较为准确,γ射线用于密度的测量,区分油水和气组分的相比例,介电常数的方法区分 油和水的比例。配置备选的含沙测量装置,可以进行含沙量的测量。该产品具有现场安装简单,测量精度高,容易成橇,对沙漠地区具有很强的适应能力。

    该流量计内部无可动部件,在测量前无需使用搅拌器调匀流体,也无需使用分离器分离流体,使流量计的应用范围得到扩展,而不受上游流量稳定器或分离器效果的限制。流量中断的可能性被控制到最小,避免了压降、腐蚀或乳浊状液的形成,减少了对下游工艺流程的影响。

    2.1　工作原理

    该流量计使用γ射线密度计、电容测量、电导测量、互相关测量、文丘里等,油、气和水的相分率通过电阻抗和密度计测量确定。通过信号的双速对比测定三相流 量。另外,文丘里流量计扩展了三相流量的测量范围,可区分单相液体和气体,同时也提高了仪表的冗余度。原理如图1所示。

    测量的基本问题是解开有3个未知数的方程组,这3个未知数分别是油、气、水的百分含量。方程组的解可以通过以下测量得出。

    2.2　前期准备工作

    三相不分离流量计能计量出油、气、水工况下的体积流量[1],实际生产中所需要的流量是标准状况下(p=0.101 MPa　t=20℃)油、气、水的体积流量。将工况下的体积流量转变为标况下的体积流量,这需要已知三叠系油气的物性参数,以此推算出原油的体积收缩系 数、溶解气油比、气体的可压缩系数。