差壓法計量在埕海1-1人工島的試用

張旭明 王海亭 緱小軍 劉建軍 趙麗麗

摘 要：油井產量是油田開采的核心，單井產量的準確計量一直是原油生產過程中的一個難題，這個難題對于空間受限的淺海開采更是難上加難！壓差法計量就是結合埕海1-1人工島現場設備設施開展的產量校準。

關鍵詞：差壓法; 油井; 產量; 計量; 兩相計量分離器

油井產量的計量是油田生產管理中的一項重要工作，對油井產量進行準確、及時的計量，對掌握油藏狀況，制定生產方案，具有重要的指導意義。目前國內各油田采用的油井產量計量方法主要有玻璃管量油孔板測氣、翻斗量油孔板測氣、兩相分離密度法和三相分離計量方法等。而單井產量的準確計量一直是原油生產過程中的一個難題，這個難題對于空間受限的淺海開采更是難上加難！壓差法計量就是結合埕海1-1人工島現場設備設施開展的產量校準。

一、埕海1-1人工島油井計量現狀

埕海1-1人工島單井計量主要依靠現場的兩相計量分離器來完成。現場配套兩臺臥式計量分離器，分別對井口槽內東西兩側油井進行計量。單井每天計量兩次，每次計量1小時，然后根據兩次計量情況取平均數折算出全天的產量，這種折算方法對于間出井和液量波動大的井會存在較大誤差。其次，冬季為保證計量系統的安全性，在計量低液量或間出井時，一般會倒入一口液量相對穩定的高液量井，進行混合計量。計量完成后，減去高液量井的液量，得出低液井或間出井的液量，計量誤差也大。

以上計量方法均會導致核產時候數據偏差較大，嚴重影響了技術部門對油藏狀況的掌控。

二、差壓計量法的適用性

1、理論依據

差壓式流量計量是根據安裝于管道中流量檢測件產生的差壓，已知的流體條件和檢測件與管道幾何尺寸來計算流量的儀表（方法）。根據歐洲流量計標準模型：

Q-流體的體積流量（方/天） ? ? ? η-標定系數 ? ? ? ? C-流出系數

ε-被測介質的可膨脹性系數，液體ε=1

β-直徑比，β=d/D，d-油嘴孔徑（mm），D-管線直徑（mm）

ΔP-節流壓差，油壓-回壓（MPa） ? ρ1-工況下，節流上游流體密度

根據以上公式和結合一區產氣量，本公式中ε=1，工況下氣體對ρ的密度影響可忽略，本公式中只需要測定η-標定系數、C-流出系數，無量綱。

2、現場條件

（1）所有油井都有油壓壓力變送器，實現數據遠傳。

（2）所有油井不控套，單井回壓與系統回壓一致。

（3）井口油嘴、管線直徑數據已知。

通過完成公式編程、數據采集、自動計算和顯示。在不增加投資的情況下，可實現差壓計量。

三、差壓計量在埕海1-1人工島的試用

1、優選公式

根據埕海1-1人工島油井實際生產情況，確定了以下兩個適用于低產氣量油井的壓差法計量公式。

公式A：

公式B：

Q-流體的體積流量（方/天）

R-η-標定系數

S- C-流出系數

ε-被測介質的可膨脹性系數，液體ε=1

β-直徑比，β=d/D1，

d-油嘴孔徑（mm）

D1-管線直徑（mm）

ΔP-節流壓差，油壓-回壓（MPa） ? ?ρ1-工況下，節流上游流體密度

φ-流量系數 ? ? ?D-油嘴直徑（mm） ? ?ρ-流體密度

公式A中，直徑比雖然是已知量，但在實際操作錄取過程中，較為繁瑣，而公式B中，只需油嘴數據，可操作性強。最終確定為采用公式B。

2、產液量計量方式的確定

（1）數據計算頻繁為1秒/次，下1秒數據結果與上1秒數據結果累加，顯示為當前累計產量;結果累加后平均，折合全天產量，顯示為瞬時日產量;24小時累加結果為全天產量。

（2）油壓、回壓讀取現場壓力變送器的數據

（3）φ-流量系數的取值：在沒有確定流量系統之前，按公式A要求直接計量油井液量，把兩相計量分離器做為標準流量計，從而確定流量系數φ。

（4）對于間出井，當油壓與回壓差值為零時，不再累計產液量。

（5）由于DCS系統版本較低，無法獲取系統時鐘，無法實現自動時鐘24小時計量，可實現一鍵開始計量與停止。

（6）為防止數據量的累加，造成計算機系統的不穩定，系統只保留前一天量油數據。

3、過程控制系統自動完成單井產量的差壓計量

操作站的人機界面中顯示全部油井“當前折合全天的瞬時產量”、“當日累積出液量”和“前日全天出液量”;單井界面下完成油嘴、流量系數及密度的輸入。在DCS系統中通過完成差壓計算公式的組態編程，實現差壓自動計量。差壓計量的操作畫面如圖1所示。

4、差壓計量效果分析

以兩相計量分離器計量結果為參考值，差壓法計量結果的誤差范圍在10%以內;差壓法24小時計量出來的間出井單井產量，與兩相計量分離器折算出來的間出井產量，通過對比發現差壓法計量出來的產量與外輸核產數據更接近。具體的數據對比與曲線分析詳見圖2至圖5所示。

四、結論

1、依靠現有的自控儀表系統，僅通過相關技術人員編制程序，零投入實現了所有生產井的差壓計量。

2、差壓計量的試用實現油井24小時不間斷計量，解決了間出井、油壓波動頻繁井計量時間短、計量誤差大以及一種計量方式無法校準的問題，便于員工隨時掌握油井產液情況，利于員工及時發現油井生產異常，及時采取相應措施，提升了油井管護水平。

3、多一種計量方式既為現場提供了產量核產的數據支持，在計量分離器故障時可以正常完成單井產量的計量，減輕了現場對兩相計量分離器及配套設施的依賴不再會產生單井產量的計量盲期。

參考文獻：

[1]李建華，冀東油田油井計量方法應用研究.碩士學位論文.2008.

作者簡介：

張旭明， 男，1981年生，工程師，大港油田灘海開發公司第三采油作業區，畢來于石油大學（華東）石油工程專業，現任灘海開發公司第三采油作業區工程師。