某油田單井計(jì)量系統(tǒng)的標(biāo)定方法和應(yīng)用

黃嘯(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司，天津 300452)

0 引言

某油田油井產(chǎn)液計(jì)量數(shù)據(jù)與下游單元接收數(shù)據(jù)不相符，總體表征現(xiàn)象為上游計(jì)量產(chǎn)液大于下游單元的計(jì)算接收量。為了驗(yàn)證該油田油井計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，利用容積法對(duì)該油田油井計(jì)量流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)定驗(yàn)證。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)反饋的計(jì)量數(shù)據(jù)與接收量不對(duì)等的問(wèn)題展開(kāi)深入研究，借助泥漿罐實(shí)施容積法標(biāo)定計(jì)量流量計(jì)，探索溶解氣對(duì)計(jì)量結(jié)果的影響，確定計(jì)量流量計(jì)的準(zhǔn)確性，為油藏開(kāi)發(fā)提供準(zhǔn)確基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和精細(xì)化油水井管理工作提供指導(dǎo)依據(jù)。

1 標(biāo)定方法

由于各油田現(xiàn)場(chǎng)都有泥漿罐設(shè)備，呈長(zhǎng)方體規(guī)則體型，且該設(shè)備為常壓式容器，頂部上方操作平臺(tái)設(shè)置為格柵板搭建，罐體內(nèi)有容積刻度，可以顯示罐內(nèi)體積，并且在司鉆值班室內(nèi)設(shè)置有容積變送器，可實(shí)現(xiàn)雙數(shù)值對(duì)比的功能最大限度減少誤差，故制定了用泥漿罐設(shè)備標(biāo)定產(chǎn)液量的容積式驗(yàn)證法。

在正式作業(yè)前，使用加水的方式再次驗(yàn)證了泥漿罐容積準(zhǔn)確性，并將計(jì)量分離器的液相出口閥門處預(yù)留閥門通過(guò)連接軟管流程的方式接入泥漿罐，借助某平臺(tái)頂甲板的泥漿罐進(jìn)行標(biāo)定，利用泥漿罐容積計(jì)算油井產(chǎn)液量，并與計(jì)量流量計(jì)的計(jì)量結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，驗(yàn)證計(jì)量流量計(jì)的準(zhǔn)確性。

1.1 選井標(biāo)準(zhǔn)

為了驗(yàn)證在不同產(chǎn)液量、含水率、氣油比情況下油井計(jì)量的準(zhǔn)確性，初步選定標(biāo)準(zhǔn)為前期產(chǎn)液量穩(wěn)定，氣油比變化不大、含水相對(duì)波動(dòng)率小的油井作為試驗(yàn)井，并且試驗(yàn)井的上述參數(shù)均在不同數(shù)值范圍內(nèi)，成梯度增長(zhǎng)，最終選定1#井、24#井、35#井進(jìn)行標(biāo)定校準(zhǔn)試驗(yàn)。

1.2 地面流程連接

首先將正在計(jì)量的油井切換出來(lái)直接進(jìn)入生產(chǎn)匯管流程(圖1)，手動(dòng)關(guān)閉計(jì)量分離器的液相出口調(diào)節(jié)閥，拆除計(jì)量分離器油相出口調(diào)節(jié)閥后端短節(jié)，連接預(yù)制好的專用試驗(yàn)短節(jié)，然后再連接高壓軟管至泥漿罐，并對(duì)計(jì)量分離器與泥漿罐之間管線進(jìn)行試壓，確保沿途管線可靠耐用，保障不因?yàn)椴牧匣蛸|(zhì)量問(wèn)題影響試驗(yàn)的連續(xù)性。連接泥漿罐轉(zhuǎn)液設(shè)備泥漿泵出口與生產(chǎn)管匯之間管線，并對(duì)該管線試壓，試壓成功后將泥漿罐轉(zhuǎn)至低液位，為進(jìn)液試驗(yàn)做好準(zhǔn)備。

圖1 流程連接示意圖

1.3 容積法標(biāo)定步驟

(1)導(dǎo)通計(jì)量分離器出口至泥漿罐的連通流程；(2)操作人員手動(dòng)將計(jì)量分離器壓力、液位設(shè)定值與正常計(jì)量時(shí)保持一致(盡最大可能模擬在生產(chǎn)期間的計(jì)量狀態(tài))；(3)把待標(biāo)定的油井切換到計(jì)量流程；(4)設(shè)定當(dāng)泥漿罐液位上漲數(shù)值為20 m3時(shí)，把計(jì)量分離器流量計(jì)數(shù)值進(jìn)行復(fù)位，并且記錄上漲所用的時(shí)間；(5)當(dāng)泥漿罐液位分別處于25 m3、30 m3、35 m3時(shí)，由現(xiàn)場(chǎng)人員和中控人員同時(shí)記錄計(jì)量分離器液相的流量計(jì)累計(jì)數(shù)值、泥漿罐現(xiàn)場(chǎng)顯示的數(shù)值以及泥漿罐液位變送器數(shù)值，并記錄好上漲所需的時(shí)間；(6)現(xiàn)場(chǎng)操作人員把油井切換出計(jì)量流程，完成對(duì)該井的標(biāo)定計(jì)量；(7)啟動(dòng)泥漿罐內(nèi)部的攪拌器，對(duì)進(jìn)罐的原油進(jìn)行充分?jǐn)嚢韬蛿_動(dòng)，使原油中的溶解氣充分揮發(fā)，時(shí)間設(shè)定為30 min；(8)操作人員關(guān)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(shù)值；(9)啟動(dòng)泥漿泵進(jìn)行泥漿罐內(nèi)的原油轉(zhuǎn)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(méi)有外漏液的情況下，為計(jì)量下一口油井做準(zhǔn)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(jì)標(biāo)定

2.1 容積法標(biāo)定計(jì)量分離器的流量計(jì)

標(biāo)定過(guò)程為將油井24#井倒入計(jì)量流程，經(jīng)計(jì)量分離器進(jìn)行了脫氣處理后的油井產(chǎn)液，依次流經(jīng)被標(biāo)定液相流量計(jì)、軟管最終進(jìn)入泥漿罐。當(dāng)計(jì)量分離器的液位與壓力趨于穩(wěn)定后，再開(kāi)始記錄泥漿罐液位、對(duì)應(yīng)的流量計(jì)累計(jì)流量等相關(guān)計(jì)量數(shù)據(jù)。

24#井標(biāo)定完畢后，通過(guò)同樣的步驟對(duì)35#井、1#井進(jìn)行標(biāo)定。

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

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

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

2.2 試驗(yàn)結(jié)論

通過(guò)對(duì)比1#井、24#井、35#井容積法標(biāo)定油井產(chǎn)液量的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)1#井、24#井、35#井計(jì)量分離器液相流量計(jì)數(shù)據(jù)和泥漿罐標(biāo)定的產(chǎn)液量數(shù)據(jù)基本一致，存在較小偏差，可以驗(yàn)證計(jì)量分離器的液相流量計(jì)準(zhǔn)確性較高，誤差率小。

2.3 多次標(biāo)定驗(yàn)證

為進(jìn)一步驗(yàn)證更換后的計(jì)量流量計(jì)的準(zhǔn)確性，再選4口油井進(jìn)行標(biāo)定，采用同樣步驟對(duì)17#井、13#井、8#井、33#井進(jìn)行標(biāo)定。通過(guò)對(duì)比17#井、13#井、33#井、8#井容積法標(biāo)定油井產(chǎn)液量的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)17#井、13#井、33#井、8#井計(jì)量分離器液相流量計(jì)數(shù)據(jù)和泥漿罐標(biāo)定的產(chǎn)液量數(shù)據(jù)基本一致，存在較小偏差，再次驗(yàn)證：(1)某平臺(tái)單井的計(jì)量系統(tǒng)中，液相流量計(jì)的計(jì)量數(shù)值準(zhǔn)確；(2)選定油井的產(chǎn)出液在泥漿罐中經(jīng)過(guò)攪拌器充分?jǐn)嚢?0 min后，罐內(nèi)液體容積基本沒(méi)有變化，可判定溶解氣對(duì)某平臺(tái)流量計(jì)的計(jì)量基本沒(méi)有影響。

3 推廣應(yīng)用

經(jīng)過(guò)前期多次對(duì)計(jì)量分離器的液相流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)定的結(jié)果，驗(yàn)證了某平臺(tái)流量計(jì)的準(zhǔn)確性。某油田再次利用容積法原理對(duì)礦區(qū)內(nèi)多臺(tái)流量計(jì)進(jìn)行批量標(biāo)定驗(yàn)證，二次驗(yàn)證其整體計(jì)量的準(zhǔn)確性。因流量計(jì)設(shè)備數(shù)量較多，受場(chǎng)地空間及電源接點(diǎn)的影響，某油田分別對(duì)12個(gè)流量計(jì)分2批次進(jìn)行了串聯(lián)標(biāo)定。第一批次串聯(lián) 流量計(jì)來(lái)自X1、X2(1)、X2(2)、X3、X4、X5、X6(1)、X7平臺(tái)共8臺(tái)。第二次標(biāo)定了4臺(tái)，分別來(lái)自X6(2)、X8、X9、X3平臺(tái)。以24#油井作為選定的計(jì)量油井進(jìn)行了標(biāo)定。標(biāo)定的步驟與單臺(tái)流量計(jì)的標(biāo)定步驟基本完全一樣，區(qū)別點(diǎn)僅在于此次是多臺(tái)流量計(jì)的進(jìn)、出口流程進(jìn)行管線連接，實(shí)現(xiàn)了管道式串聯(lián)。而此次串聯(lián)標(biāo)定在同等介質(zhì)物流情況下，對(duì)比數(shù)據(jù)更加直觀(圖3)。

圖3 計(jì)量分離器液相流量計(jì)偏差率統(tǒng)計(jì)

通過(guò)二次驗(yàn)證數(shù)據(jù)比對(duì)分析，得出以下結(jié)論：(1) X1、X8、X9、X3、X6(2)平臺(tái)的流量計(jì)類型為質(zhì)量流量計(jì)，每5 m3液體計(jì)量誤差最大為±0.3 m3，準(zhǔn)確性較高，合格；(2)除X6(1)(-9.6%)、X5(-14.1%)平臺(tái)偏差率較高外，其余流量計(jì)偏差率均不超過(guò)5%，合格；(3)X10平臺(tái)流量計(jì)返回陸地時(shí)正常，返回后表頭通電無(wú)反應(yīng)。檢修后仍無(wú)反映，此流量計(jì)故障；(4)此次標(biāo)定使用泥漿罐串聯(lián)容積法測(cè)量，選取相同的油井，在相同工況下進(jìn)行試驗(yàn)，其試驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠；(5)此方法可應(yīng)用推廣于渤海油田的各井口平臺(tái)實(shí)施，特別是對(duì)于區(qū)域化物流管理的中心平臺(tái)尤其有效，當(dāng)多井口平臺(tái)產(chǎn)液同時(shí)進(jìn)入一個(gè)中心平臺(tái)處理時(shí)，單個(gè)井口平臺(tái)的計(jì)量誤差造成權(quán)重系數(shù)偏差大的，建議每個(gè)季度對(duì)單個(gè)井口平臺(tái)進(jìn)行一次計(jì)量系統(tǒng)的標(biāo)定，便于及時(shí)掌握計(jì)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性；出現(xiàn)誤差率較高的情況時(shí)，可及時(shí)提供數(shù)據(jù)依據(jù)，并對(duì)誤差率大的計(jì)量設(shè)備進(jìn)行更換； (6)利用泥漿罐攪拌油井產(chǎn)出液，觀察溶解氣是否對(duì)計(jì)量分離器的運(yùn)行和液相計(jì)量產(chǎn)生誤差是最直接有效的辦法，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)證明該油田的油井產(chǎn)出液中的伴生氣對(duì)液體體積計(jì)量的影響基本可以忽略不計(jì)；(7)對(duì)于油井產(chǎn)出單元的下游接收單元，或者是陸地接收終端而言，當(dāng)出現(xiàn)實(shí)際接收產(chǎn)量與上游計(jì)量數(shù)據(jù)不一致的情況時(shí)，計(jì)量產(chǎn)液量產(chǎn)生的誤差占比一般小于5%，后續(xù)可考慮從油井產(chǎn)出液的化驗(yàn)含水的準(zhǔn)確性方面進(jìn)一步查找可能造成產(chǎn)油量計(jì)算的偏差和原因。

4 技術(shù)評(píng)價(jià)

借助井口平臺(tái)修井系統(tǒng)的泥漿罐和泥漿泵、容積顯示儀等輔助設(shè)備，利用容積法的原理驗(yàn)證某平臺(tái)計(jì)量系統(tǒng)液相流量計(jì)的準(zhǔn)確性。根據(jù)容積法經(jīng)驗(yàn)的成果對(duì)油礦內(nèi)個(gè)別單元平臺(tái)的多臺(tái)流量計(jì)進(jìn)行二次驗(yàn)證，此串聯(lián)標(biāo)定的方式獨(dú)特新穎，一方面找出了個(gè)別流量計(jì)存在的精度問(wèn)題，另一方面再次驗(yàn)證了該類型的液相流量計(jì)在油田的適用性；排除了由于溶解氣析出可能造成的計(jì)量容積誤差大的設(shè)想，并提出了下一步查找方向應(yīng)該為化驗(yàn)含水的誤差率。此標(biāo)定方法的流程連接方式和接入點(diǎn)的改造嘗試、等成果，為區(qū)域化集中開(kāi)發(fā)油田，特別是多個(gè)井口平臺(tái)物流集中在中心平臺(tái)處理的油田產(chǎn)量的核算提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和借鑒，為油藏開(kāi)發(fā)提供了準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為油藏管理人員和現(xiàn)場(chǎng)的操作人員提供了可靠的油井精細(xì)化管理指導(dǎo)依據(jù)。