浅析油气计量技术的应用现状及发展

宋春丽 张兵 王兴芳

【摘 要】对于每口油井来说，计量数据是一切数据的基础，计量工作对油田的经济效益具有十分重要的作用。生产计量工作涉及油田开发的各个方面，是油田开发的基础。本文主要总结了目前应用较多的计量技术，并分析了优缺点。文章最后分析了油田计量技术的发展趋势，对日常工作的推进有一定的指导意义。

【关键词】油气；计量；自动化

一、引言

随着油田的进一步开发，开采条件越来越苛刻，开采难度也越来越大，而且油田的含水率也越来越高，这对油田的计量工作增加了不少难度。在油气集输系统中，计量工作是生产管理中的一项重要工作，对于掌握油田产量状况、分析油藏开发形势、制定下步生产方案都具有重要的指导意义。随着科学技术的飞速发展，计量工作在以高技术为基础的经济框架中显得尤为重要。面对经济发展的机遇和能源紧张的挑战，对计量技术的要求也越来越高，油田越来越需要高端计量设备以降低劳动强度、提高生产管理水平。因此，有效解决计量问题，提高计量精度和管理水平，对油田开发有十分重要的意义。

二、油气集输流程及计量节点

在采油生产中，为了准确地了解油气水井生产变化情况，进行生产分析和动态分析，合理地控制和协调生产过程，及时地调整各项开发指标，要对生产过程中各项参数进行连续或定期测量，而油气水计量是每天每班必做的工作，它在采油生产中占有特殊地位。

在油田现场的生产过程中，油井生产的油气水混合物分别由相应的管网汇集到计量间，在计量间内对各井产量进行计量。经过计量间的计量工作后，部分混合物输送至接转站，有的会输送到联合站。混合原油在接转站或联合站经过分离器进行油、气、水三相分离后，再经过一次沉降、二次沉降，之后分别进入油罐、水罐及气罐，最终形成符合国家标准的可以外输的原油[1]。

在油田现场油气集输的生产过程中计量的节点主要涉及单井计量、分队计量、污水计量、注水计量、原油交接计量、原油外销计量、联合站湿气计量。计量的项目主要有油气水三相计量、原油与天然气两相流量计量、原油含水率计量、油罐原油静态计量以及原油密度的检定等。

三、油气计量现状分析及计量方式

（一）油气计量技术现状

从目前计量技术来看，有静态计量和动态计量两种方法。静态计量发展的相对成熟，对参数进行静态测量，精度相对较高。应用静态计量的液位仪大概有几十种，这些液位仪利用电磁学、光学、声波等多种技术，实现对液位更精确的测量。但实际工作过程中存在着诸多问题：一，油井开采出的原油属于混合型液体，一般为油气水三项混合，所以实时计量油气水三项具有一定难度；二，同一油田不同油井存在或多或少的差异，而一般每个油田对只配备一套计量设备，这便造成了对于所有油井计量的困难；三，当提高计量站和计量设备的数量时，会造成占地面积大，而且设备更新比较慢的缺点。所以对于如何提高计量的精准度需要不断的突破和研究[2]。

（二）主要计量方式

油气混合物在进入油气计量系统后将进行初级分离，该阶段有的部门采用容器液位计组合分离的方式，但这种方式有较大的限制，由于介质的不同产生较大的误差。现将常见的几种流量计进行分析[3-4]。

（1）质量流量计

质量流量计相对于其他计量系统而言，其精度并不会受到压力、温度的影响。随着自动化技术的应用，质量流量计更加智能化，且对流量的控制精确度高，普适性强。

（2）超聲波流量计

超声波流量计主要由三部分组成：流量显示系统、电子转换线路和超声波换能器。超声波流量计的不需要安装过滤器、无压力损失，并可以对双向流进行测量，具有较高的性价比。目前在压缩天然气、发电厂、气体处理站等众多领域得到了很广泛的应用。

（3）孔板流量计

孔板流量计利用流体通过孔道时孔道前后的压力差来进行流量的测量，主要有五部分组成：取压装置、变送器、节流器、显示仪器以及信号管路。孔板流量计成本低、工艺可靠、结构简单准确度高，对于蒸汽、液体和气体流量的计量效果较好。

（4）计量油水混合物的仪表

在油水混合物进入集输系统初分离设备时，有些处理站仍采用容器加液位计的方法，但受装置使用介质条件等方面的限制，此方法误差偏大。近年来质量流量计由于其测量准确度高、智能化程度高、适用范围广，不仅可以解决低含气（甚至不含气）油井的计量，还能解决高含气或高含水油井的计量，且生产技术和现场应用技术逐步成熟，越来越得到油田认可。

四、计量技术的发展趋势

虽然我国计量技术起步较晚，但是随着油田信息化程度的提高，计量技术不但可以节约人力成本，而且在可靠性和计量精度上都有很大的提高。随着智慧油田的发展，计量技术将朝着更加精准、高效的方向发展。

计量技术精准化。随着油田产业的发展和原油的不断开采，对于计量精度也提出了更高的要求，尤其当油田进入后期开采时，原油含水率等参数不断变化，这需要对油井的生产状况和计量状况能够及时准确的掌握，包括外部环境在内的信息有着更为精准的反馈。

计量过程高速化。为了及时掌握动态状况，需要尽可能的对油井进行实时检测，所以就需要不断的缩短油井计量的周期，提高计量速度。

计量应用智能化。对于计量技术的智能化发展一直是计量技术的发展趋势，自动化技术的应用不仅可以提高计量效率，而且能够更加快捷地对信息变化进行动态掌握。

油气集输系统计量技术的发展将体现在以下几个发面：

（1）推广应用质量流量计，用质量流量计逐步代替传统的罗茨流量计和弯管流量计，使计算机技术在油气计量领域中得到进一步的开发应用，实现温度、压力、流量的自动测量、补偿与修正。

（2）采用高精度、高可靠性、高稳定性和智能化的含水分析仪，实现原油含水率和含油量的在线连续自动测量。

（3）对原油计量采用0.2级高精度罗茨流量计，并配高精度的标准表，实现在用流量计的定期在线标定。

（4）对气体流量计，可采用移动式音速喷嘴标准装置。在计量仪表使用相对集中的现场设置在线固定式音速喷嘴标准校验装置，以解决流量计的在线标定问题，提高计量准确度。

（5）目前，仍需要手工取样化验原油含水的场合，需要推广应用原油自动取样器，以提高油样的代表性和真实性。

（6）计量仪表的高精度、智能化、模块化、网络化、自动化以及获取信息的便捷、快速化，将是油田油气计量仪表的发展趋势。

五、结束语

随着市场经济的发展，人们越来越重视油气的计量工作。传统的油气计量方式存在计量精度低、适用范围窄、精密检测及控制仪表多、成本高等问题，改善油田计量工艺，既可优化简化工艺流程，又可提高计量的精确度，为油田开发提供准确的数据，推动油气生产、油气集输系统计量技术的发展和提高。

【参考文献】

[1] 孟庆萍.油井产量计量方式及其探讨[J].仪器仪表与应用，2008，2（11）：62-64.

[2] 陈巍芳.高含水时期的油井计量技术[J].化学工程与装备，2011，8（10）：81-83.

[3] 范敏等.质量流量计在油田油井计量中的应用田.西南石油学院学报.2005（04）

[4] 马希金，邵莲.多相流量计技术综述[J].石油矿场机械，2008，37（5）：59-62.