某油田單井計量系統的標定方法和應用

黃嘯(中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津 300452)

0 引言

某油田油井產液計量數據與下游單元接收數據不相符，總體表征現象為上游計量產液大于下游單元的計算接收量。為了驗證該油田油井計量數據的準確性，利用容積法對該油田油井計量流量計進行標定驗證。針對現場反饋的計量數據與接收量不對等的問題展開深入研究，借助泥漿罐實施容積法標定計量流量計，探索溶解氣對計量結果的影響，確定計量流量計的準確性，為油藏開發提供準確基礎數據和精細化油水井管理工作提供指導依據。

1 標定方法

由于各油田現場都有泥漿罐設備，呈長方體規則體型，且該設備為常壓式容器，頂部上方操作平臺設置為格柵板搭建，罐體內有容積刻度，可以顯示罐內體積，并且在司鉆值班室內設置有容積變送器，可實現雙數值對比的功能最大限度減少誤差，故制定了用泥漿罐設備標定產液量的容積式驗證法。

在正式作業前，使用加水的方式再次驗證了泥漿罐容積準確性，并將計量分離器的液相出口閥門處預留閥門通過連接軟管流程的方式接入泥漿罐，借助某平臺頂甲板的泥漿罐進行標定，利用泥漿罐容積計算油井產液量，并與計量流量計的計量結果進行比對，驗證計量流量計的準確性。

1.1 選井標準

為了驗證在不同產液量、含水率、氣油比情況下油井計量的準確性，初步選定標準為前期產液量穩定，氣油比變化不大、含水相對波動率小的油井作為試驗井，并且試驗井的上述參數均在不同數值范圍內，成梯度增長，最終選定1#井、24#井、35#井進行標定校準試驗。

1.2 地面流程連接

首先將正在計量的油井切換出來直接進入生產匯管流程(圖1)，手動關閉計量分離器的液相出口調節閥，拆除計量分離器油相出口調節閥后端短節，連接預制好的專用試驗短節，然后再連接高壓軟管至泥漿罐，并對計量分離器與泥漿罐之間管線進行試壓，確保沿途管線可靠耐用，保障不因為材料或質量問題影響試驗的連續性。連接泥漿罐轉液設備泥漿泵出口與生產管匯之間管線，并對該管線試壓，試壓成功后將泥漿罐轉至低液位，為進液試驗做好準備。

圖1 流程連接示意圖

1.3 容積法標定步驟

(1)導通計量分離器出口至泥漿罐的連通流程；(2)操作人員手動將計量分離器壓力、液位設定值與正常計量時保持一致(盡最大可能模擬在生產期間的計量狀態)；(3)把待標定的油井切換到計量流程；(4)設定當泥漿罐液位上漲數值為20 m3時，把計量分離器流量計數值進行復位，并且記錄上漲所用的時間；(5)當泥漿罐液位分別處于25 m3、30 m3、35 m3時，由現場人員和中控人員同時記錄計量分離器液相的流量計累計數值、泥漿罐現場顯示的數值以及泥漿罐液位變送器數值，并記錄好上漲所需的時間；(6)現場操作人員把油井切換出計量流程，完成對該井的標定計量；(7)啟動泥漿罐內部的攪拌器，對進罐的原油進行充分攪拌和擾動，使原油中的溶解氣充分揮發，時間設定為30 min；(8)操作人員關閉攪拌器，靜置5 min，觀察泥漿罐的液位是否由于溶解氣析出而下降，并記錄液位數值；(9)啟動泥漿泵進行泥漿罐內的原油轉液，可降至原始液位18 m3左右；(10)操作人員再次沿管線沿途檢查地面所有的管線表面、法蘭連接等位置的密封性是否可靠，確保沒有外漏液的情況下，為計量下一口油井做準備。流程連接示意圖如圖2所示。

圖2 流程連接示意圖

2 流量計標定

2.1 容積法標定計量分離器的流量計

標定過程為將油井24#井倒入計量流程，經計量分離器進行了脫氣處理后的油井產液，依次流經被標定液相流量計、軟管最終進入泥漿罐。當計量分離器的液位與壓力趨于穩定后，再開始記錄泥漿罐液位、對應的流量計累計流量等相關計量數據。

24#井標定完畢后，通過同樣的步驟對35#井、1#井進行標定。

(1) 24#井：24#井計量時，計量分離器的流量計累計計量產出液數值為14.2 m3，泥漿池罐顯示累計增加了15 m3液體。在泥漿罐攪拌30 min后，刻度值未見下降。用容積法計算該井日產液400 m3，流量計計量378.7 m3，與容積法相比日產液差值為-21.3 m3。24#井流量計計量誤差率為-5.6%。

(2) 35#井：35#井計量時，計量分離器的流量計累計計量產出液數值為14.3 m3，泥漿池罐累計增加15 m3液體，泥漿罐攪拌30 min后，刻度值未見下降。用容積法計算該井日產液260.2 m3，流量計計量248.1 m3，與容積法相比日產液差值為-12.1 m3。24#井流量計計量誤差率為-4.8%。

(3) 1#井：1#井計量時，計量分離器的流量計累計計量產出液數值為14.9 m3，泥漿池罐累計增加15 m3，泥漿罐攪拌30 min后，刻度值未見下降。用容積法計算該井日產液192.9 m3，流量計計量191.6 m3，與容積法相比日產液差值為-1.3 m3。24#井流量計計量誤差率為-0.7%。

2.2 試驗結論

通過對比1#井、24#井、35#井容積法標定油井產液量的數據，發現1#井、24#井、35#井計量分離器液相流量計數據和泥漿罐標定的產液量數據基本一致，存在較小偏差，可以驗證計量分離器的液相流量計準確性較高，誤差率小。

2.3 多次標定驗證

為進一步驗證更換后的計量流量計的準確性，再選4口油井進行標定，采用同樣步驟對17#井、13#井、8#井、33#井進行標定。通過對比17#井、13#井、33#井、8#井容積法標定油井產液量的數據，發現17#井、13#井、33#井、8#井計量分離器液相流量計數據和泥漿罐標定的產液量數據基本一致，存在較小偏差，再次驗證：(1)某平臺單井的計量系統中，液相流量計的計量數值準確；(2)選定油井的產出液在泥漿罐中經過攪拌器充分攪拌30 min后，罐內液體容積基本沒有變化，可判定溶解氣對某平臺流量計的計量基本沒有影響。

3 推廣應用

經過前期多次對計量分離器的液相流量計進行標定的結果，驗證了某平臺流量計的準確性。某油田再次利用容積法原理對礦區內多臺流量計進行批量標定驗證，二次驗證其整體計量的準確性。因流量計設備數量較多，受場地空間及電源接點的影響，某油田分別對12個流量計分2批次進行了串聯標定。第一批次串聯 流量計來自X1、X2(1)、X2(2)、X3、X4、X5、X6(1)、X7平臺共8臺。第二次標定了4臺，分別來自X6(2)、X8、X9、X3平臺。以24#油井作為選定的計量油井進行了標定。標定的步驟與單臺流量計的標定步驟基本完全一樣，區別點僅在于此次是多臺流量計的進、出口流程進行管線連接，實現了管道式串聯。而此次串聯標定在同等介質物流情況下，對比數據更加直觀(圖3)。

圖3 計量分離器液相流量計偏差率統計

通過二次驗證數據比對分析，得出以下結論：(1) X1、X8、X9、X3、X6(2)平臺的流量計類型為質量流量計，每5 m3液體計量誤差最大為±0.3 m3，準確性較高，合格；(2)除X6(1)(-9.6%)、X5(-14.1%)平臺偏差率較高外，其余流量計偏差率均不超過5%，合格；(3)X10平臺流量計返回陸地時正常，返回后表頭通電無反應。檢修后仍無反映，此流量計故障；(4)此次標定使用泥漿罐串聯容積法測量，選取相同的油井，在相同工況下進行試驗，其試驗數據可靠；(5)此方法可應用推廣于渤海油田的各井口平臺實施，特別是對于區域化物流管理的中心平臺尤其有效，當多井口平臺產液同時進入一個中心平臺處理時，單個井口平臺的計量誤差造成權重系數偏差大的，建議每個季度對單個井口平臺進行一次計量系統的標定，便于及時掌握計量系統的準確性；出現誤差率較高的情況時，可及時提供數據依據，并對誤差率大的計量設備進行更換； (6)利用泥漿罐攪拌油井產出液，觀察溶解氣是否對計量分離器的運行和液相計量產生誤差是最直接有效的辦法，經過試驗證明該油田的油井產出液中的伴生氣對液體體積計量的影響基本可以忽略不計；(7)對于油井產出單元的下游接收單元，或者是陸地接收終端而言，當出現實際接收產量與上游計量數據不一致的情況時，計量產液量產生的誤差占比一般小于5%，后續可考慮從油井產出液的化驗含水的準確性方面進一步查找可能造成產油量計算的偏差和原因。

4 技術評價

借助井口平臺修井系統的泥漿罐和泥漿泵、容積顯示儀等輔助設備，利用容積法的原理驗證某平臺計量系統液相流量計的準確性。根據容積法經驗的成果對油礦內個別單元平臺的多臺流量計進行二次驗證，此串聯標定的方式獨特新穎，一方面找出了個別流量計存在的精度問題，另一方面再次驗證了該類型的液相流量計在油田的適用性；排除了由于溶解氣析出可能造成的計量容積誤差大的設想，并提出了下一步查找方向應該為化驗含水的誤差率。此標定方法的流程連接方式和接入點的改造嘗試、等成果，為區域化集中開發油田，特別是多個井口平臺物流集中在中心平臺處理的油田產量的核算提供了寶貴的經驗和借鑒，為油藏開發提供了準確的基礎數據，為油藏管理人員和現場的操作人員提供了可靠的油井精細化管理指導依據。