油井单井含水在线计量技术研究与应用

·仪器设备与应用·

油井单井含水在线计量技术研究与应用

张鹏超吴义贺侯军刚刘焕梅王军星

(中国石油长庆油田分公司第一采油厂陕西延安716000)

摘要：安塞油田油井单井综合含水在线计量监控与现有站控数字化平台接轨，进行数据远端传输，误差控制在10%以内，首次在安塞油田实现了井口含水在线监测，取代部分人工取样和化验工作，降低员工劳动强度，提高资料录取的及时性和准确性，满足了生产现场需求。

关键词：安塞油田；油井；含水；计量

作者简介：第一张鹏超，男，1984年生，工程师，2007年毕业于西安石油大学石油工程专业，现在长庆油田第一采油厂采油工艺研究所主要从事采油工艺研究工作。E-mail:zhpch_cq@petrochina.com.cn

文章编号：中图法分类号：TE931

收稿日期：(2014-07-15编辑：屈忆欣)

Water Content Online Measurement Technology Research and Application in Single Oil WellZHANG PengchaoWU YiheHOU JungangLIU HuanmeiWANG Junxing

(ThefirstproductionplantofChangqingoilfieldbranchCNPC,Yan’an,Shaanxi716000,China)

Abstract：The online water content measurement and monitoring technology was integrated with existing digital platform, transmitted remote data, and controlled error rate under 10%. It was the first time to monitor water content online, replaced part of manual sampling and testing, reduced the labor intensity, improved the timeliness and accuracy of data acquisition, meet the production site requirement.

Key word： Ansai oilfield,oil well,water content,measurement

0引言

安塞油田已经完成10个整装区块202座站点、4739口油井、1592口注水井的数字化改造，覆盖全厂油水井开井总数的90%。但油井含水仍然采用人工现场逐井录取的方法，耗时耗力，并且受天气、生产安排等因素影响，采集资料不够及时、准确，不能满足实时录取每一口油井含水资料的要求。2011年~2012年引进油井含水在线计量技术，选取长6、长10层含气量高、不同含水段油井进行试验。实现单井含水在线计量技术，数据远传，实时监控，误差在10%以内，满足现场需求。

1工作原理

1.1机械安装计量原理

SH型射频井口含水分析仪，见图1，利用感应单元向原油中发射稳频恒幅的电磁波，电磁波穿透介质，透射电磁波强度随水含量变化而变化，透射电磁波由感应单元接收，经分析处理单元转换为含水信号[1]。射频含水分析仪与国内同类含水分析仪的对比见表1。

将探头安装在原油的流经部位进行全时测定，感应单元将接收到的射频信号反馈给分析处理系统，分析处理系统将射频信号转换为水含量数字信号，通过微机计量系统进行自动计算，得出瞬时含水率和平均含水率。[2]

根据比耳(Beer)定律和电磁波的物理特性，同一频率的电磁波通过不同浓度的介质时，由于介质吸收了部分能量，透射电磁波的强度发生相应变化。若介质厚度不变，介质浓度越大，则电磁波强度的相应变化越显著，其关系见公式(1)。

(1)

式中：

I0——入射电磁波强度；I——透射电磁波强度；μ——吸收常数；c——介质浓度。

工作时，射频含水分析仪向原油中发射稳频恒幅的电磁波，电磁波穿透介质，透过的电磁波强度随水含量变化而变化，变化的电磁波经过处理后转换成为含水信号[3]。

含水分析仪原理温度补偿流速影响气体影响测量范围测量周期对人体环境影响准确度密度法油和水密度不同有有大高低含水瞬时无不准确射频法电磁波有小小高低含水瞬时无准确微波法油水电导率不同无小大高低含水瞬时无不准确电容法油和水介电常数不同有小大高低含水(高含水盲区)瞬时无不准确射线法油和水对射线吸收系数不同有有可以测量高低含水(低含水盲区)周期长有准确

1.2无线网络通讯计量原理

以ZIGBEE-2.4G无线技术为主要现场网络传输设备，由单井上传至井场主接收模块后转入网络信号接入站控网络，数据发送至相关的服务器进入到数字化平台系统，数据共享后可以通过WEB网络发布系统实现网络发布，使每一口井的液面测试结果进行查询分析。[4]

2现场应用

2.1选井原则

(1)考虑已配套数字化站点油井，方便与含水在线监测数据上传至站控平台；

(2)选取离站近，方便取样，易开展现场对比；

(3)选取含气量高、不同含水段油井进行试验，验证仪器精度。

2.2现场油井试验

选取高35-16井组试验5口井，从8-10月份人工化验与含水分析仪对比看，除高17-23外绝对误差都在±10%以内，见表2。

2.3网络平台模块开发

表2　高35-16井组油井含水计量情况对比表

在数字化站控平台上开发含水在线计量模块，可显示瞬时含水、日平均含水和含水变化曲线，实现了含水在线计量实时数据。每秒钟计量一次瞬时含水，每15分钟计算一次平均含水。单开含水在线计量网络平台模块界面如图2所示。

图2单井含水在线计量网络平台模块界面图

3结论

(1)井口在线含水监测结果和人工化验误差在10%以内，计量结果能满足生产分析需求，是一项值得推广技术。

(2)单井含水在线监测技术可取代人工取样和化验工作，降低员工劳动强度，同时避免人工取样和化验中存在的漏洞，提高资料录取的及时性和准确性。

(3)从安全卫生角度看，杜绝了取样、化验工作中气体及原油中的有害物质，对身体造成的危害，提高了化验工职业卫生健康状况。

参 考 文 献

[1] 程俊俏，申则雄.在线含水分析仪的选型[J].石油规划设计，1999，10(3)：38-39.

[2] 王金水.油井自动计产、含水在线检测技术研究与应用[J].中国石油和化工标准与质量，2012，32(6)：148.

[3] 吴国忠，张永攀，李栋,等.多相混输原油在线含水检测研究现状及发展趋势[J].油气田地面工程，2008，27(5)：30-31.

[4] 超定波，檀朝东.油井远程在线计划优化分析系统技术应用与发展[J].中国石油和化工，2008，15(4)：44-47.