淺析油氣計量技術的應用現狀及發展

宋春麗 張兵 王興芳

【摘 要】對于每口油井來說，計量數據是一切數據的基礎，計量工作對油田的經濟效益具有十分重要的作用。生產計量工作涉及油田開發的各個方面，是油田開發的基礎。本文主要總結了目前應用較多的計量技術，并分析了優缺點。文章最后分析了油田計量技術的發展趨勢，對日常工作的推進有一定的指導意義。

【關鍵詞】油氣；計量；自動化

一、引言

隨著油田的進一步開發，開采條件越來越苛刻，開采難度也越來越大，而且油田的含水率也越來越高，這對油田的計量工作增加了不少難度。在油氣集輸系統中，計量工作是生產管理中的一項重要工作，對于掌握油田產量狀況、分析油藏開發形勢、制定下步生產方案都具有重要的指導意義。隨著科學技術的飛速發展，計量工作在以高技術為基礎的經濟框架中顯得尤為重要。面對經濟發展的機遇和能源緊張的挑戰，對計量技術的要求也越來越高，油田越來越需要高端計量設備以降低勞動強度、提高生產管理水平。因此，有效解決計量問題，提高計量精度和管理水平，對油田開發有十分重要的意義。

二、油氣集輸流程及計量節點

在采油生產中，為了準確地了解油氣水井生產變化情況，進行生產分析和動態分析，合理地控制和協調生產過程，及時地調整各項開發指標，要對生產過程中各項參數進行連續或定期測量，而油氣水計量是每天每班必做的工作，它在采油生產中占有特殊地位。

在油田現場的生產過程中，油井生產的油氣水混合物分別由相應的管網匯集到計量間，在計量間內對各井產量進行計量。經過計量間的計量工作后，部分混合物輸送至接轉站，有的會輸送到聯合站。混合原油在接轉站或聯合站經過分離器進行油、氣、水三相分離后，再經過一次沉降、二次沉降，之后分別進入油罐、水罐及氣罐，最終形成符合國家標準的可以外輸的原油[1]。

在油田現場油氣集輸的生產過程中計量的節點主要涉及單井計量、分隊計量、污水計量、注水計量、原油交接計量、原油外銷計量、聯合站濕氣計量。計量的項目主要有油氣水三相計量、原油與天然氣兩相流量計量、原油含水率計量、油罐原油靜態計量以及原油密度的檢定等。

三、油氣計量現狀分析及計量方式

（一）油氣計量技術現狀

從目前計量技術來看，有靜態計量和動態計量兩種方法。靜態計量發展的相對成熟，對參數進行靜態測量，精度相對較高。應用靜態計量的液位儀大概有幾十種，這些液位儀利用電磁學、光學、聲波等多種技術，實現對液位更精確的測量。但實際工作過程中存在著諸多問題：一，油井開采出的原油屬于混合型液體，一般為油氣水三項混合，所以實時計量油氣水三項具有一定難度；二，同一油田不同油井存在或多或少的差異，而一般每個油田對只配備一套計量設備，這便造成了對于所有油井計量的困難；三，當提高計量站和計量設備的數量時，會造成占地面積大，而且設備更新比較慢的缺點。所以對于如何提高計量的精準度需要不斷的突破和研究[2]。

（二）主要計量方式

油氣混合物在進入油氣計量系統后將進行初級分離，該階段有的部門采用容器液位計組合分離的方式，但這種方式有較大的限制，由于介質的不同產生較大的誤差。現將常見的幾種流量計進行分析[3-4]。

（1）質量流量計

質量流量計相對于其他計量系統而言，其精度并不會受到壓力、溫度的影響。隨著自動化技術的應用，質量流量計更加智能化，且對流量的控制精確度高，普適性強。

（2）超聲波流量計

超聲波流量計主要由三部分組成：流量顯示系統、電子轉換線路和超聲波換能器。超聲波流量計的不需要安裝過濾器、無壓力損失，并可以對雙向流進行測量，具有較高的性價比。目前在壓縮天然氣、發電廠、氣體處理站等眾多領域得到了很廣泛的應用。

（3）孔板流量計

孔板流量計利用流體通過孔道時孔道前后的壓力差來進行流量的測量，主要有五部分組成：取壓裝置、變送器、節流器、顯示儀器以及信號管路。孔板流量計成本低、工藝可靠、結構簡單準確度高，對于蒸汽、液體和氣體流量的計量效果較好。

（4）計量油水混合物的儀表

在油水混合物進入集輸系統初分離設備時，有些處理站仍采用容器加液位計的方法，但受裝置使用介質條件等方面的限制，此方法誤差偏大。近年來質量流量計由于其測量準確度高、智能化程度高、適用范圍廣，不僅可以解決低含氣（甚至不含氣）油井的計量，還能解決高含氣或高含水油井的計量，且生產技術和現場應用技術逐步成熟，越來越得到油田認可。

四、計量技術的發展趨勢

雖然我國計量技術起步較晚，但是隨著油田信息化程度的提高，計量技術不但可以節約人力成本，而且在可靠性和計量精度上都有很大的提高。隨著智慧油田的發展，計量技術將朝著更加精準、高效的方向發展。

計量技術精準化。隨著油田產業的發展和原油的不斷開采，對于計量精度也提出了更高的要求，尤其當油田進入后期開采時，原油含水率等參數不斷變化，這需要對油井的生產狀況和計量狀況能夠及時準確的掌握，包括外部環境在內的信息有著更為精準的反饋。

計量過程高速化。為了及時掌握動態狀況，需要盡可能的對油井進行實時檢測，所以就需要不斷的縮短油井計量的周期，提高計量速度。

計量應用智能化。對于計量技術的智能化發展一直是計量技術的發展趨勢，自動化技術的應用不僅可以提高計量效率，而且能夠更加快捷地對信息變化進行動態掌握。

油氣集輸系統計量技術的發展將體現在以下幾個發面：

（1）推廣應用質量流量計，用質量流量計逐步代替傳統的羅茨流量計和彎管流量計，使計算機技術在油氣計量領域中得到進一步的開發應用，實現溫度、壓力、流量的自動測量、補償與修正。

（2）采用高精度、高可靠性、高穩定性和智能化的含水分析儀，實現原油含水率和含油量的在線連續自動測量。

（3）對原油計量采用0.2級高精度羅茨流量計，并配高精度的標準表，實現在用流量計的定期在線標定。

（4）對氣體流量計，可采用移動式音速噴嘴標準裝置。在計量儀表使用相對集中的現場設置在線固定式音速噴嘴標準校驗裝置，以解決流量計的在線標定問題，提高計量準確度。

（5）目前，仍需要手工取樣化驗原油含水的場合，需要推廣應用原油自動取樣器，以提高油樣的代表性和真實性。

（6）計量儀表的高精度、智能化、模塊化、網絡化、自動化以及獲取信息的便捷、快速化，將是油田油氣計量儀表的發展趨勢。

五、結束語

隨著市場經濟的發展，人們越來越重視油氣的計量工作。傳統的油氣計量方式存在計量精度低、適用范圍窄、精密檢測及控制儀表多、成本高等問題，改善油田計量工藝，既可優化簡化工藝流程，又可提高計量的精確度，為油田開發提供準確的數據，推動油氣生產、油氣集輸系統計量技術的發展和提高。

【參考文獻】

[1] 孟慶萍.油井產量計量方式及其探討[J].儀器儀表與應用，2008，2（11）：62-64.

[2] 陳巍芳.高含水時期的油井計量技術[J].化學工程與裝備，2011，8（10）：81-83.

[3] 范敏等.質量流量計在油田油井計量中的應用田.西南石油學院學報.2005（04）

[4] 馬希金，邵蓮.多相流量計技術綜述[J].石油礦場機械，2008，37（5）：59-62.