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[摘 要]低产油井计量问题的研究已经经历了多年,但是仍然没有从根本上解决计量精度低、计量步骤复杂的问题,这对于我国石油工业来说无疑是一个巨大的挑战。本文试图从分离器的结构上出发,通过多种手段进行改造,试图改革生产工艺,提升生产效率,为我国石油产业的发展提供完善的技术支持。
[关键词]低产油井;计量技术;计量装置
中图分类号:TH992 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)32-0000-01
1 引言
当前随着老油田进入高含水期,油井的单位产量也呈现逐逐年下降的趋势,同时油井的计量工作变得越发困难,加之对于油井生产和管理质量的要求越来越高,有必要认真解决低产油井的计量问题,提升计量的精度和准确度,从而从根本上提升我国低产油井的生产水平。
2 油井计量技术发展现状
目前工业生产中的油井计量通常采用的是立式两相分离器做气液分离,然后用玻璃管量油,最终采用人工取样化验的方法测定含水率。但是这种计量技术和方法已经难以在高含水油井的开采中得到广泛的应用,总结起来主要有如下几个弊端:(1)计量时间短,计量误差大。传统的两相分离器玻璃管量油技术的基本特征是操作简单,设备维护方便,工作成本低廉,因而得到了广泛的应用。但是对于含水量高的油田来说,液量必然会增多,量油时间仅有1至2分钟,有的甚至更短,在这种模式下计量24h的原油必然会使得计量误差大大增加,相对误差甚至会大于10%,因而不适宜在低产油井内进行大面积应用;(2)人工测定含水率误差大。要想提升原有的计量精度,必须要准确测量出原油的平均含水率。但是传统的原油样品提取技术与技术人员的人为因素和环境因素具有很大的关联性,这就导致原油的提取误差过大,平均差值甚至高达20%到30%,这就使得低产油井的计量过程困难重重,无法达到相应的精度。(3)气产量计量多数未运行。对于井气口产量的计量问题在施工现场已经配置了孔板流量计,但是从现实情况来看,很多仪器设备并没有被投入使用,加之机械设备的维护工作没有落实到位,导致在实际工作中的精度控制越来越差,这也是导致低产油井计量质量下降的主要因素之一。
3 新型油井计量装置的研究和应用
根据多年实践经验和广泛借鉴国内外先进的计量技术,我们总结出了一种三相计量分离器并在施工现场进行了试验,效果显著,下面分别加以介绍。
3.1 分离器设计方案
基于此我们设计了一个如下的试验:设计了一台Φ10000的卧式三相分离器,然后在页面部分等距离的布置了一系列取样阀。通过对取样的结果进行分析和比对发现,在分离器工作过程中常常出现液体的项部为含水率很低的纯油层,而下部则为清水层的现象,中间是一个连续变化的过度区域。鉴于以上分析,并查阅了大量的国外文献,我们设计了如下三相分离器的设计方案:综合选用了立式结构,这主要是由于计量中油中的杂质量较高,且高含水井中的含气量相对较少。在分离器的侧面分别设计了一个出油桶和出水桶,分别用来收集分离器分离出的原油和水分,其基本工作原理是将传统的对于油水界面的直接控制变成了由可调水堰管调节出水口的位置,从而间接的控制了油水界面的高度,从而使得分离出的原油和水分可以分别流入到集水桶和集油桶中,如果分离出的液体不能满足相应的要求,则只需要適当的调整一下出水口高度就可以达到完成操作,简单而实用。
3.2 油井计量装置的构成和计量原理
原油经过三相分离器进行分离后,分离出的原油进入油桶中,当油桶中的液面超过一定的界限,触动界限上的上浮球时,触动上浮球上的机关使得气动薄膜阀全部开启,原油被排出,流出的原油依次经过含水分析仪、刮板流量计、薄膜阀等相继排出;而进入水桶中的水分也经历了一个类似的过程,触及到上浮球时依次经过流量计和薄膜阀等计量设备,从而对这些水分的相关参数进行测定。同时,当水面或是油面减低到下浮球时,相应的薄膜阀关闭,再进行下一个过程的收集。另外,分离器的进油管线装有一套自动加药装置,可以根据原油的实时测量结果自动给原油加破乳剂。
3.3 三相分离器的主要技术指标
该三相分离器的主要技术指标如下所示:结构尺寸为Φ1600×4300;正常工作压力为0.6MPa;正常的仪器温度工作区间为40-47摄氏度;液体处理速度达到了200m2/d,液体停留时间大于30min;分离后的原油中的水分小于等于30%,水中的原油含量小于等于0.4%。
3.4 改分离器的主要性能优点
(1)该三相分离器采用立式结构,允许原油页液面在很大的范围内波动,因而更加有利于测试结果的控制。
(2)利用集油桶和集水桶以及可调水堰结构大大降低了油、水的分离难度,也更有助于含水量的测量。
(3)这种阶段性的排油手段可以极大地提升计量仪表的应用范围,及无论油井的出油量多大,只要控制好流量计前后的压差,则计量仪表永远不会超过其量程,因此不比选用多个量程的测量仪表,因而大大降低了工程成本和维护难度。
4 结束语
综上所述,本文针对低产油井计量过程中存在的种种问题系统的介绍了一种全新的三相分离器分离技术和相应的工作方案,实践结果表明三相分离器的效果可以最大限度的满足计量要求,其中油液含水量和水中的原油含量均满足相应的要求,并基本解決了高含水量油田的计量问题,适合进行大面积推广。
参考文献
[1] 卢逍,王小红,卢望红.提高老君庙油田低产油井系统效率技术与应用[J].内江科技,2011,(07):120+94.
[2] 房师礼,战国堂.无源控制多相计量技术在油井计量中的研究应用[J].石油工业技术监督,2008,(05):9-13.
[3] 顾克江,任福妹.低产油井新型计量装置技术研究[J].石油工业技术监督,2001,(09):33-36.
[关键词]低产油井;计量技术;计量装置
中图分类号:TH992 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)32-0000-01
1 引言
当前随着老油田进入高含水期,油井的单位产量也呈现逐逐年下降的趋势,同时油井的计量工作变得越发困难,加之对于油井生产和管理质量的要求越来越高,有必要认真解决低产油井的计量问题,提升计量的精度和准确度,从而从根本上提升我国低产油井的生产水平。
2 油井计量技术发展现状
目前工业生产中的油井计量通常采用的是立式两相分离器做气液分离,然后用玻璃管量油,最终采用人工取样化验的方法测定含水率。但是这种计量技术和方法已经难以在高含水油井的开采中得到广泛的应用,总结起来主要有如下几个弊端:(1)计量时间短,计量误差大。传统的两相分离器玻璃管量油技术的基本特征是操作简单,设备维护方便,工作成本低廉,因而得到了广泛的应用。但是对于含水量高的油田来说,液量必然会增多,量油时间仅有1至2分钟,有的甚至更短,在这种模式下计量24h的原油必然会使得计量误差大大增加,相对误差甚至会大于10%,因而不适宜在低产油井内进行大面积应用;(2)人工测定含水率误差大。要想提升原有的计量精度,必须要准确测量出原油的平均含水率。但是传统的原油样品提取技术与技术人员的人为因素和环境因素具有很大的关联性,这就导致原油的提取误差过大,平均差值甚至高达20%到30%,这就使得低产油井的计量过程困难重重,无法达到相应的精度。(3)气产量计量多数未运行。对于井气口产量的计量问题在施工现场已经配置了孔板流量计,但是从现实情况来看,很多仪器设备并没有被投入使用,加之机械设备的维护工作没有落实到位,导致在实际工作中的精度控制越来越差,这也是导致低产油井计量质量下降的主要因素之一。
3 新型油井计量装置的研究和应用
根据多年实践经验和广泛借鉴国内外先进的计量技术,我们总结出了一种三相计量分离器并在施工现场进行了试验,效果显著,下面分别加以介绍。
3.1 分离器设计方案
基于此我们设计了一个如下的试验:设计了一台Φ10000的卧式三相分离器,然后在页面部分等距离的布置了一系列取样阀。通过对取样的结果进行分析和比对发现,在分离器工作过程中常常出现液体的项部为含水率很低的纯油层,而下部则为清水层的现象,中间是一个连续变化的过度区域。鉴于以上分析,并查阅了大量的国外文献,我们设计了如下三相分离器的设计方案:综合选用了立式结构,这主要是由于计量中油中的杂质量较高,且高含水井中的含气量相对较少。在分离器的侧面分别设计了一个出油桶和出水桶,分别用来收集分离器分离出的原油和水分,其基本工作原理是将传统的对于油水界面的直接控制变成了由可调水堰管调节出水口的位置,从而间接的控制了油水界面的高度,从而使得分离出的原油和水分可以分别流入到集水桶和集油桶中,如果分离出的液体不能满足相应的要求,则只需要適当的调整一下出水口高度就可以达到完成操作,简单而实用。
3.2 油井计量装置的构成和计量原理
原油经过三相分离器进行分离后,分离出的原油进入油桶中,当油桶中的液面超过一定的界限,触动界限上的上浮球时,触动上浮球上的机关使得气动薄膜阀全部开启,原油被排出,流出的原油依次经过含水分析仪、刮板流量计、薄膜阀等相继排出;而进入水桶中的水分也经历了一个类似的过程,触及到上浮球时依次经过流量计和薄膜阀等计量设备,从而对这些水分的相关参数进行测定。同时,当水面或是油面减低到下浮球时,相应的薄膜阀关闭,再进行下一个过程的收集。另外,分离器的进油管线装有一套自动加药装置,可以根据原油的实时测量结果自动给原油加破乳剂。
3.3 三相分离器的主要技术指标
该三相分离器的主要技术指标如下所示:结构尺寸为Φ1600×4300;正常工作压力为0.6MPa;正常的仪器温度工作区间为40-47摄氏度;液体处理速度达到了200m2/d,液体停留时间大于30min;分离后的原油中的水分小于等于30%,水中的原油含量小于等于0.4%。
3.4 改分离器的主要性能优点
(1)该三相分离器采用立式结构,允许原油页液面在很大的范围内波动,因而更加有利于测试结果的控制。
(2)利用集油桶和集水桶以及可调水堰结构大大降低了油、水的分离难度,也更有助于含水量的测量。
(3)这种阶段性的排油手段可以极大地提升计量仪表的应用范围,及无论油井的出油量多大,只要控制好流量计前后的压差,则计量仪表永远不会超过其量程,因此不比选用多个量程的测量仪表,因而大大降低了工程成本和维护难度。
4 结束语
综上所述,本文针对低产油井计量过程中存在的种种问题系统的介绍了一种全新的三相分离器分离技术和相应的工作方案,实践结果表明三相分离器的效果可以最大限度的满足计量要求,其中油液含水量和水中的原油含量均满足相应的要求,并基本解決了高含水量油田的计量问题,适合进行大面积推广。
参考文献
[1] 卢逍,王小红,卢望红.提高老君庙油田低产油井系统效率技术与应用[J].内江科技,2011,(07):120+94.
[2] 房师礼,战国堂.无源控制多相计量技术在油井计量中的研究应用[J].石油工业技术监督,2008,(05):9-13.
[3] 顾克江,任福妹.低产油井新型计量装置技术研究[J].石油工业技术监督,2001,(09):33-36.