多相流量計在塔里木油田的應用

　　多相計量技術和應用之所以成為近年來世界各石油國追逐的熱門課題,是因為它改變了油井傳統的分離器計量模式,可以簡化油田地面生產工藝,大大降低產能建設費用,方便運行管理,提高自動化水平等。

　　多相流量計在塔里木的研制與試驗歷程從1992年底開始,到1995年以前,我們是通過測量總流量和相分率來實現多相計量的,先后經歷了渦輪流量計/γ射線、渦街流量計/γ射線、相關法/γ射線等3個階段。

　　從1995年底開始,我們開始著重研究通過測量各相相分率和流速來實現多相計量。經過幾年的現場試驗,基本認可了用γ射線相關法測各相流速和用γ射線吸收法測相分率的計量原理和方法。該流量計現在已基本定型并形成系列產品。

　　為了提高多相流量計的計量精度、測量范圍以及可靠性和穩定性,近來仍不斷在硬軟件上作了一些改進和提高。

　　MFM多相流量計的計量原理與組成

　　1　相分率測量———γ射線吸收法

　　2　流速測量———互相關法

　　互相關流速測量是基于兩個隨機信號間統計相似性的測量。當流體從管道中流過時,沿管道軸向相隔一定距離(L)安裝的上、下游傳感器在各自的測量點上從流動的非均勻流體中檢拾到兩個隨機信號,測出它們之間的互相關時間ti,就可得到流體流動的速度vi。關于相關數值的論述和證明可在數學著作中找到。

　　3　計量系統的結構與組成

　　一套完整的MFM多相計量裝置一般應包含4大部分:相分率測量裝置;流速測量裝置;溫度和壓力測量裝置;數據采集和處理系統。

應用情況與現場數據

　　從1992年底開始,我們就與蘭州海默公司的科研人員合作,先后在塔里木的輪南、牙哈、塔中四等油田進行現場試驗和使用,共用了20臺套的前四代樣機或產品,對近百口油井進行了數百次三相不分離計量。現在在用的仍有13臺套,并且在1997年創造性地把3套不同規格的三相流量計及配套系統集成在一個撬裝上,成功地研制出適應沙漠環境的移動三相不分離計量裝置,取得了良好的經濟效益。

　　與分離計量相比,不分離計量系統主要具有以下優點:①可實現連續、在線自動計量,避免計量和取樣時間的代表性問題帶來的誤差;②操作管理方便,可實現計量時的無人值守,運行維護費用低;③無阻力和可動部件,安全可靠;④出三相計量結果,自動打印計量報表;⑤安裝方便,減少占地,節省建設投資等。

　　在國家和行業還沒有出臺相關多相流量計法規以前,國內外油田的普遍做法是將多相計量與傳統的分離計量進行比對,以獲得多相計量的相對精度和可信度。毫不例外,我們塔里木油田也在這方面做了大量的試驗和研究,分別在沙漠油田和海上平臺上進行了現場比對試驗,并且在國內外兩處多相流比對裝置上進行過測試。

　　1　現場計量數據

　　1997年12月~2000年6月,在對輪南油田45口單井的數百次計量中,利用計量間原有的計量分離器跟多相流量計進行了現場比對,這里面有利用更換油嘴改變同一口井的產量下的計量,也有不同井況不同油氣產量和含水率的計量比對。在流量計設計計量范圍內計量結果的數據統計表明,液量準確度±10%(相對誤差)、氣量準確度±15%(相對誤差)、含水率準確度在±3%(絕對誤差)之內的數據占80%。