多相流量計在塔里木油田的應用

　　多相計量技術(shù)和應用之所以成為近年來(lái)世界各石油國追逐的熱門(mén)課題,是因為它改變了油井傳統的分離器計量模式,可以簡(jiǎn)化油田地面生產(chǎn)工藝,大大降低產(chǎn)能建設費用,方便運行管理,提高自動(dòng)化水平等。

　　多相流量計在塔里木的研制與試驗歷程從1992年底開(kāi)始,到1995年以前,我們是通過(guò)測量總流量和相分率來(lái)實(shí)現多相計量的,先后經(jīng)歷了渦輪流量計/γ射線(xiàn)、渦街流量計/γ射線(xiàn)、相關(guān)法/γ射線(xiàn)等3個(gè)階段。

　　從1995年底開(kāi)始,我們開(kāi)始著(zhù)重研究通過(guò)測量各相相分率和流速來(lái)實(shí)現多相計量。經(jīng)過(guò)幾年的現場(chǎng)試驗,基本認可了用γ射線(xiàn)相關(guān)法測各相流速和用γ射線(xiàn)吸收法測相分率的計量原理和方法。該流量計現在已基本定型并形成系列產(chǎn)品。

　　為了提高多相流量計的計量精度、測量范圍以及可靠性和穩定性,近來(lái)仍不斷在硬軟件上作了一些改進(jìn)和提高。

　　MFM多相流量計的計量原理與組成

　　1　相分率測量———γ射線(xiàn)吸收法

　　2　流速測量———互相關(guān)法

　　互相關(guān)流速測量是基于兩個(gè)隨機信號間統計相似性的測量。當流體從管道中流過(guò)時(shí),沿管道軸向相隔一定距離(L)安裝的上、下游傳感器在各自的測量點(diǎn)上從流動(dòng)的非均勻流體中檢拾到兩個(gè)隨機信號,測出它們之間的互相關(guān)時(shí)間ti,就可得到流體流動(dòng)的速度vi。關(guān)于相關(guān)數值的論述和證明可在數學(xué)著(zhù)作中找到。

　　3　計量系統的結構與組成

　　一套完整的MFM多相計量裝置一般應包含4大部分:相分率測量裝置;流速測量裝置;溫度和壓力測量裝置;數據采集和處理系統。

應用情況與現場(chǎng)數據

　　從1992年底開(kāi)始,我們就與蘭州海默公司的科研人員合作,先后在塔里木的輪南、牙哈、塔中四等油田進(jìn)行現場(chǎng)試驗和使用,共用了20臺套的前四代樣機或產(chǎn)品,對近百口油井進(jìn)行了數百次三相不分離計量?，F在在用的仍有13臺套,并且在1997年創(chuàng )造性地把3套不同規格的三相流量計及配套系統集成在一個(gè)撬裝上,成功地研制出適應沙漠環(huán)境的移動(dòng)三相不分離計量裝置,取得了良好的經(jīng)濟效益。

　　與分離計量相比,不分離計量系統主要具有以下優(yōu)點(diǎn):①可實(shí)現連續、在線(xiàn)自動(dòng)計量,避免計量和取樣時(shí)間的代表性問(wèn)題帶來(lái)的誤差;②操作管理方便,可實(shí)現計量時(shí)的無(wú)人值守,運行維護費用低;③無(wú)阻力和可動(dòng)部件,安全可靠;④出三相計量結果,自動(dòng)打印計量報表;⑤安裝方便,減少占地,節省建設投資等。

　　在國家和行業(yè)還沒(méi)有出臺相關(guān)多相流量計法規以前,國內外油田的普遍做法是將多相計量與傳統的分離計量進(jìn)行比對,以獲得多相計量的相對精度和可信度。毫不例外,我們塔里木油田也在這方面做了大量的試驗和研究,分別在沙漠油田和海上平臺上進(jìn)行了現場(chǎng)比對試驗,并且在國內外兩處多相流比對裝置上進(jìn)行過(guò)測試。

　　1　現場(chǎng)計量數據

　　1997年12月~2000年6月,在對輪南油田45口單井的數百次計量中,利用計量間原有的計量分離器跟多相流量計進(jìn)行了現場(chǎng)比對,這里面有利用更換油嘴改變同一口井的產(chǎn)量下的計量,也有不同井況不同油氣產(chǎn)量和含水率的計量比對。在流量計設計計量范圍內計量結果的數據統計表明,液量準確度±10%(相對誤差)、氣量準確度±15%(相對誤差)、含水率準確度在±3%(絕對誤差)之內的數據占80%。