差压法计量在埕海1-1人工岛的试用

张旭明 王海亭 缑小军 刘建军 赵丽丽

摘 要：油井产量是油田开采的核心，单井产量的准确计量一直是原油生产过程中的一个难题，这个难题对于空间受限的浅海开采更是难上加难！压差法计量就是结合埕海1-1人工岛现场设备设施开展的产量校准。

关键词：差压法; 油井; 产量; 计量; 两相计量分离器

油井产量的计量是油田生产管理中的一项重要工作，对油井产量进行准确、及时的计量，对掌握油藏状况，制定生产方案，具有重要的指导意义。目前国内各油田采用的油井产量计量方法主要有玻璃管量油孔板测气、翻斗量油孔板测气、两相分离密度法和三相分离计量方法等。而单井产量的准确计量一直是原油生产过程中的一个难题，这个难题对于空间受限的浅海开采更是难上加难！压差法计量就是结合埕海1-1人工岛现场设备设施开展的产量校准。

一、埕海1-1人工岛油井计量现状

埕海1-1人工岛单井计量主要依靠现场的两相计量分离器来完成。现场配套两台卧式计量分离器，分别对井口槽内东西两侧油井进行计量。单井每天计量两次，每次计量1小时，然后根据两次计量情况取平均数折算出全天的产量，这种折算方法对于间出井和液量波动大的井会存在较大误差。其次，冬季为保证计量系统的安全性，在计量低液量或间出井时，一般会倒入一口液量相对稳定的高液量井，进行混合计量。计量完成后，减去高液量井的液量，得出低液井或间出井的液量，计量误差也大。

以上计量方法均会导致核产时候数据偏差较大，严重影响了技术部门对油藏状况的掌控。

二、差压计量法的适用性

1、理论依据

差压式流量计量是根据安装于管道中流量检测件产生的差压，已知的流体条件和检测件与管道几何尺寸来计算流量的仪表（方法）。根据欧洲流量计标准模型：

Q-流体的体积流量（方/天）       η-标定系数         C-流出系数

ε-被测介质的可膨胀性系数，液体ε=1

β-直径比，β=d/D，d-油嘴孔径（mm），D-管线直径（mm）

ΔP-节流压差，油压-回压（MPa）   ρ1-工况下，节流上游流体密度

根据以上公式和结合一区产气量，本公式中ε=1，工况下气体对ρ的密度影响可忽略，本公式中只需要测定η-标定系数、C-流出系数，无量纲。

2、现场条件

（1）所有油井都有油压压力变送器，实现数据远传。

（2）所有油井不控套，单井回压与系统回压一致。

（3）井口油嘴、管线直径数据已知。

通过完成公式编程、数据采集、自动计算和显示。在不增加投资的情况下，可实现差压计量。

三、差压计量在埕海1-1人工岛的试用

1、优选公式

根据埕海1-1人工岛油井实际生产情况，确定了以下两个适用于低产气量油井的压差法计量公式。

公式A：

公式B：

Q-流体的体积流量（方/天）

R-η-标定系数

S- C-流出系数

ε-被测介质的可膨胀性系数，液体ε=1

β-直径比，β=d/D1，

d-油嘴孔径（mm）

D1-管线直径（mm）

ΔP-节流压差，油压-回压（MPa）    ρ1-工况下，节流上游流体密度

φ-流量系数      D-油嘴直径（mm）    ρ-流体密度

公式A中，直径比虽然是已知量，但在实际操作录取过程中，较为繁琐，而公式B中，只需油嘴数据，可操作性强。最终确定为采用公式B。

2、产液量计量方式的确定

（1）数据计算频繁为1秒/次，下1秒数据结果与上1秒数据结果累加，显示为当前累计产量;结果累加后平均，折合全天产量，显示为瞬时日产量;24小时累加结果为全天产量。

（2）油压、回压读取现场压力变送器的数据

（3）φ-流量系数的取值：在没有确定流量系统之前，按公式A要求直接计量油井液量，把两相计量分离器做为标准流量计，从而确定流量系数φ。

（4）对于间出井，当油压与回压差值为零时，不再累计产液量。

（5）由于DCS系统版本较低，无法获取系统时钟，无法实现自动时钟24小时计量，可实现一键开始计量与停止。

（6）为防止数据量的累加，造成计算机系统的不稳定，系统只保留前一天量油数据。

3、过程控制系统自动完成单井产量的差压计量

操作站的人机界面中显示全部油井“当前折合全天的瞬时产量”、“当日累积出液量”和“前日全天出液量”;单井界面下完成油嘴、流量系數及密度的输入。在DCS系统中通过完成差压计算公式的组态编程，实现差压自动计量。差压计量的操作画面如图1所示。

4、差压计量效果分析

以两相计量分离器计量结果为参考值，差压法计量结果的误差范围在10%以内;差压法24小时计量出来的间出井单井产量，与两相计量分离器折算出来的间出井产量，通过对比发现差压法计量出来的产量与外输核产数据更接近。具体的数据对比与曲线分析详见图2至图5所示。

四、结论

1、依靠现有的自控仪表系统，仅通过相关技术人员编制程序，零投入实现了所有生产井的差压计量。

2、差压计量的试用实现油井24小时不间断计量，解决了间出井、油压波动频繁井计量时间短、计量误差大以及一种计量方式无法校准的问题，便于员工随时掌握油井产液情况，利于员工及时发现油井生产异常，及时采取相应措施，提升了油井管护水平。

3、多一种计量方式既为现场提供了产量核产的数据支持，在计量分离器故障时可以正常完成单井产量的计量，减轻了现场对两相计量分离器及配套设施的依赖不再会产生单井产量的计量盲期。

参考文献：

[1]李建华，冀东油田油井计量方法应用研究.硕士学位论文.2008.

作者简介：

张旭明， 男，1981年生，工程师，大港油田滩海开发公司第三采油作业区，毕来于石油大学（华东）石油工程专业，现任滩海开发公司第三采油作业区工程师。