油田單井計量技術的應用分析

崔王卿

摘 要：針對油田單井計量的現狀，對于不同地質條件，不同采油工藝的油田在選用單井計量的過程中提供一個參考的方向，通過對分離自動計量、稱重計量、雙容積計量、功圖計量和射線計量五種方式優缺點的分析，為油田地質人員和生產人員提供一個參考，從而為后期油田開發和增產方面起到促進作用。

關鍵詞：單井計量；分離自動計量；稱重計量；雙容積計量；功圖計量；射線計量

油井產量是油田開發的重要數據，是地質分析和采油工藝的重要數據基礎，基于單井計量結果可以對地質情況進行分析，對目前采用的采油工藝是否合適做出一個判斷，而隨著國內油田大部分油井進入開采末期，采油工藝上注水、注氣、注聚等技術的應用，高含水高含氣，介質成分復雜，單井計量也變得越發困難，因此不斷有新技術新產品的出現以期望解決單井計量的問題。

1 單井計量的現狀

傳統油田單井計量采用的是分離器人工計量，特點是原理簡單，投資少，通過人工定時倒流程，對分離器內液位的記錄從而推算產量，但隨著人工成本的增加和自動化水平要求的提高，再加上人工計量對人員技術水平要求高，而且計量為間斷取樣計量，總體計量準確度差，這種方式已經淘汰，目前常用的技術有：分離自動計量、稱重計量、雙容積計量、功圖計量、射線計量等方式。

1.1 分離自動計量

分離自動計量是基于油田傳統分離器人工計量的基礎上，對整個計量工藝進行自動化改進的一種方式，其基本原理采用的是先在分離器內進行氣液分離，然后根據液位壓力等傳感器讀取相應數據，在此基礎上通過自動化程序進行下一步的計量，計量采用方式有液位容積式計量和科氏質量流量計計量，整個過程實現全自動化，而且對于間歇產液的工況也能夠計量準確計量，并可實現24小時不間斷計量，目前隨著科氏質量流量計技術的提高，對采用該技術的分離自動計量而言，整體計量精度高，通常計量誤差≤5%，分離自動計量一般具備氣液分離罐，在該罐內可以實現氣液分離，同時由于分離罐的存在，對間歇產液的工況可以起到緩沖和存儲作用，進而增強了該型式對于工況的適應性，而由于有了氣液分離過程，可以對氣體進行計量，目前油田計算產量通常采用油氣當量，因此具備氣體計量也是具有重要的意義。但該型式裝置結構比較復雜，造價相對較高，適用于對計量精度要求高的站內或井口。

1.2 稱重計量

稱重計量采用的是重力式直接計量的方式，液體進入計量容器內，在達到一定重量時容器失去重心自動翻轉，實現一個計量過程，容器復位后進入下一個計量周期，通過這種方式在一個時間段內通過統計翻轉次數實現計量，其結構較為簡單，造價低，通常計量誤差≤10%，但該類型由于是可動部件計量，故障率較高，且對油沫大和含蠟高的介質無法正常使用，在計量容器掛蠟后每次翻轉比原設計要少很多，油沫大的工況由于都是油沫，無法到達翻轉重量，液體已油沫形式流走，造成無法計量。同時缺少氣液分離的過程，無法對氣體進行計量。因此該型式適用于介質較為純凈的場所。

1.3 雙容積計量

雙容積計量采用兩個計量罐，兩個計量罐內循環進液，當一個計量罐內滿液后，通過控制系統，將來液自動切換進入另一個計量罐，此時滿液計量罐的液體通過泵或者氣壓排空，此過程進行循環，通過一段時間內計量罐滿液排空次數實現計量，該類型裝置結構較為簡單，造價較低，通常計量誤差≤10%，但對產量波動大或者介質粘度大的工況，由于計量罐內液體在排空過程中排出緩慢，此時另一個計量罐內已經滿液而原先計量罐還沒排空，此時造成整個系統故障或者計量精度差。在氣體計量上在工況比較好的場所，比如稀油等，可以對氣體進行簡易分離，進行初略的計量，但通常精度較差。因此該型式適用于純凈介質且產量平穩的現場。

1.4 功圖計量

功圖計量采用的是油井采油泵各個參數與油井產液量之間的數學關系，通過對整個抽油裝置中采油部分的數據收集，主要為采油裝置功率、抽油桿抽程、壓力等數據，并根據一個特定的數學模型來進行計算，從而得出單井的產量，該型式計量方式硬件部分簡單，通常為一個數據采集器安裝于采油裝置上，主要計量過程通過數據采集傳輸系統和數據處理系統得出，功圖計量通常借用油田已有的設備，包括抽油裝置、井場RTU、數據傳輸系統等硬件設備，可以將整個系統單獨運作或集成到油田已有的系統中去，通常計量誤差≤20%，但隨著目前油井末期地質條件和工藝的變化，油品中其它成分含量變化劇烈，而且含氣量不穩定，壓力波動大，而數據模型無法及時更新，造成計量誤差偏差加劇，部分現場已經徹底失去計量精度造成系統癱瘓。而且由于氣體密度低，對于功圖計量傳感器而言無法對氣體進行測量，所以功圖計量無法對于氣體進行計量。因此該型式適用于油質穩定的區域。

1.5 射線計量

射線計量主要通過伽馬射線的方式，對介質進行頻譜分析，從而得出介質匯總各成分的含量，而其產量主要通過文丘里管計量，然后在對整體數據進行統合性計算得出整體產量情況。射線系統對介質成分的分析基于分子層面，通過對頻譜圖的分析計算，得出不同成分的含量，因此精度較高，但在產量計量時由于介質內成分含量的變化和含氣量波動等，造成文丘里管計量效果較差，通常整體計量誤差≤10%，而且伽馬射線具有較強的輻射危害，使用保管不易且價格高昂。氣體可以進行計量，但由于整體計量效果較差，而氣體計量又是基于整體計量的結果上進行數學計算得出的計量結果。因此氣體計量精度較差。因此該型式適用場所為對含量精度要求非常高而對產量要求低的地區。

2 結論

以上五種常用方式的單井計量，從不同油田運用的效果和反饋來看，目前分離自動計量方式通過不斷的技術創新，在系統穩定性和計量準確性上得到廣泛認同，是將來發展的主要方向；稱重計量由于其對介質要求較高，因此在部分油質較好的油田有使用，其發展具有局限性，但仍舊是一種單井計量的可選方式；雙容積計量由于其對工況要求太高，目前除前期投入使用的部分還在運用以外，基本上屬于淘汰產品；功圖計量是目前使用范圍最廣泛的產品，但近些年由于油田采油末期油質變化劇烈，已經出現批量性失效，后期也不推薦使用；射線計量由于其放射性問題，在國內基本上屬于淘汰產品。

從本文的分析來看，目前新增單井計量首推分離自動計量，其次稱重計量和功圖計量，雙容積計量和射線計量不推薦使用。

參考文獻

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