摘要：對雙(shuāng)能γ多相流量計(jì) 計量誤差産生(sheng)的原因進行了(le)分析,結合在油(yóu)田使用雙能γ多(duo)相流量計的經(jīng)驗,從雙能γ多相(xiang)流量計的選型(xíng)、安裝、日常使用(yòng)和維護等方面(miàn)提出了降低計(jì)量誤差的措施(shī)。
　　油氣水計量是(shì)油氣田生産過(guò)程中非常重要(yao)的--個環節。傳統(tǒng)的計量方法一(yi)般是先對油氣(qì)水進行分離然(rán)後再計量。三相(xiàng)計量分離器體(tǐ)積大且對稠油(yóu)的分離效果不(bú)好,因此其應用(yong)受到了一定的(de)限制。多相流量(liàng)計具有占用空(kong)間小、投資少.對(dui)分離效果要求(qiu)低等特點,在海(hǎi)洋石油生産上(shàng)得到越來越廣(guǎng)泛的應用,但是(shi)在應用中發現(xian)使用多相流量(liàng)計計量誤差比(bi)較大。筆者對A平(píng)台安裝的雙能(néng)γ多相流量計産(chǎn)生誤差的原因(yin)進行了分析,并(bìng)提出了降低計(ji)量誤差的措施(shī)。
1計量誤差原因(yin)分析
1.1文丘裏流(liú)計計誤差原因(yin)分析
(1)超量程。雙(shuang)能y多相流量計(jì)是通過文丘裏(lǐ)流量計來進行(háng)總流量計量的(de)。用文丘裏流量(liàng)計進行計量時(shí),是将流出系數(shù)(C)視爲定值(C),而在(zài)實際計量過程(chéng)中，流出系數是(shi)随雷諾數變化(huà)的。圖1是流出系(xi)數與雷諾數的(de)關系曲線,可以(yǐ)看出,當雷諾數(shù)較小時,流出系(xì)數變化比較大(da)當雷諾數大于(yu)10'時,流出系數基(ji)本爲一常數。因(yin)此,計量過程“大(dà)管小流量"時産(chan)生的誤差就比(bi)較大。

(2)差壓系統(tǒng)零點漂移。當停(ting)止計量确認流(liú)量計流量爲零(ling)時,差壓計讀數(shu)真正示值爲零(ling)的并不多，出現(xiàn)零點漂移,導緻(zhi)計量誤差。出現(xian)零點漂移的主(zhu)要原因是差壓(ya)信号在傳送過(guò)程中失真和引(yǐn)壓管存在堵塞(sai);此外,隔離液(矽(xī)油)的液位高度(du)不相等,正負壓(yā)引壓管坡度不(bú)合理,管内介質(zhì)密度不相等，三(san)閥組積液等也(yě)會導緻零點漂(piāo)移。
(3)計量時油井(jǐng)生産狀态不穩(wen)定。當油井導人(rén)計量流程進行(háng)計量時,系統回(hui)壓升高,直接影(yǐng)響井底的流壓(ya)，在流程轉換的(de)一段時間内,油(you)井生産處于不(bu)穩定狀态,容易(yì)造成總流量計(ji)量誤差。
1.2γ探頭測(ce)t誤差原固分析(xī)
(1)高含氣的影響(xiang)。多相流中氣含(hán)量過高時，容易(yì)導緻部分液體(tǐ)分散在氣相中(zhōng),超高的氣液比(bi)是計量不準的(de)主要原因。液體(tǐ)、氣體測量的不(bú)确定性關系如(ru)圖2所示。從圖2可(ke)以看出，當含氣(qì)率(R,)較低時(<65%),對液(yè)體計量誤差相(xiang)對較低，而對氣(qi)體計量的誤差(chà)較高,有時基本(ben)沒有參考價值(zhi);相反，當含氣率(lǜ)較高時(>90%),液體的(de)計量誤差就會(huì)較大,有時會高(gāo)于50%。

(2)标定誤差。标(biāo)定誤差主要來(lái)源于氣體标定(ding)和生産水标定(dìng)過程中産生的(de)誤差。由于伴生(sheng)氣的氣體特征(zhēng)(包括密度和對(duì)r射線的吸收系(xi)數等)與空氣有(you)着很大的差别(bie),但海上油田受(shòu)條件限制,用空(kōng)氣的空管計數(shù)作爲多相流量(liàng)計Y探頭标定的(de)伴生氣的計數(shu),在測量含氣率(lǜ)時就會導緻比(bǐ)較大的誤差,測(cè)量誤;差最大達(dá)到60%(圖3)。

(3)高含水的(de)影響。當被測流(liú)體高含水時,被(bèi)測的油量就會(huì)産生較大的誤(wù)差,同樣當低含(han)水時,被測水量(liàng)的誤差就比較(jiao)大,其主要原因(yīn)是非高精度儀(yí)表對微量的計(jì)量誤差會更明(ming)顯。圖4是純油量(liàng)測量的不确定(ding)性與含水率之(zhī)間的關系。從圖(tu)4可以看.出,當單(dan)井的含水大于(yu)80%時,對油的計量(liang)産生的誤差大(dà)于15%。

(4)被測介質性(xing)質變化引起的(de)誤差。被測介質(zhi)性質變化的影(yǐng)響是指當前測(ce)量介質的性質(zhì)和用于标定的(de)樣品性質不同(tóng)對測量帶來的(de)誤差,包括油密(mi)度的變化、水礦(kuàng)化度的變化以(yi)及地層出砂等(deng)對測量結果造(zao)成的誤差。
(5)傳感(gǎn)器的計數漂移(yi)。油井中的流體(tǐ)含有CO2等腐蝕性(xìng)介質并且含砂(sha),使得傳感器容(róng)易被腐蝕或沖(chòng)蝕,造成傳感器(qi)的計數漂移;另(ling)外，受到震動或(huò)電子元器件老(lao)化也能引起傳(chuan)感器的計數漂(piao)移。這些都會導(dao)緻誤差的産生(shēng)。
2降低計量誤差(cha)的措施
　　在對計(jì)量誤差原因進(jìn)行分析的基礎(chu)，上,結合油田使(shǐ)用情況,我們在(zai)降低雙能γ多相(xiang)流量計計量誤(wù)差方面提出了(le)一-些措施,實踐(jiàn)結果表明,采取(qǔ)措施後,油的計(ji)量誤差由最初(chu)的15%~20%降低到3%~5%，伴生(shēng)氣的計量誤差(cha)從40%~60%降低到30%~40%,水的(de)計量誤差從最(zui)初的30%~50%降低到15%~30%,但(dàn)伴生氣和生産(chan)水的誤差仍然(rán)較大。
2.1多相流量(liang)計選型時降低(dī)誤差的措施
(1)考(kao)慮單井産量的(de)計量範圍。不同(tong)産層,其産液量(liang)可能從每天幾(jǐ)十m'到幾千m3，因此(ci)在油田建設設(shè)計階段,要根據(jù)流量的範圍選(xuan)擇一組文丘裏(lǐ)流量計,以适合(hé)較寬的單井流(liu)量變化。如油田(tian)在A平台和C平台(tái)均采用一組2根(gen)文丘裏流量計(ji)分别計量低液(ye)量和高液量的(de)流體,這樣能有(yǒu)效地降低在總(zǒng)流量計量過程(chéng)中産生的誤差(chà)。
(2)考慮油藏氣油(yóu)比的大小。對于(yu)高氣油比的井(jǐng)要考慮增加預(yù)分離器,并在進(jin)行總流量計量(liang)和含氣率測量(liang)後進行天然氣(qi)的預分離,将流(liu)體的含氣率控(kòng)制在80%以下,然後(hou)進行含水的測(cè)定,這樣才能提(tí)高含水率的計(ji)量精度。
(3)考慮介(jie)質的腐蝕性。測(ce)試探頭被腐蝕(shí)後會嚴重影響(xiang)所測參數的正(zheng)确率。油田實施(shī)酸化後就發生(sheng)過探頭被酸液(yè)腐蝕而産生計(ji)量誤差的問題(tí),後來将探頭材(cai)料由不鏽鋼更(geng)換成雙相不鏽(xiu)鋼後該問題得(dé)到了很好的解(jiě)決。所以,在設計(jì)階段一定要考(kǎo)慮流體介質對(dui)探頭的腐蝕性(xìng)。
2.2調試過程中降(jiàng)低誤差的措施(shī)
(1)考慮流體的高(gao)壓物性。流體計(jì)量時是處于一(yi)定的壓力和溫(wen)度狀況下,要得(dé)到标準狀況下(xià)的計量結果,需(xū)要進行不同狀(zhuang)态的轉換，所以(yi)要對單井流體(ti)的高壓物性數(shù)據予以考慮而(er)不是簡單利用(yòng)狀态方程轉換(huàn)。油田實踐結果(guo)表明,利用流體(ti)高壓物性資料(liao)将測試狀态的(de)數據轉換爲标(biāo)準狀态的數據(ju)，能夠有效地降(jiang)低誤差。
(2)用油井(jing)的實際油樣進(jìn)行計數的标定(ding)。在油田投産初(chū)期,要盡可能地(dì)用油井産出的(de)油、水、氣樣進行(háng)标定。油田原油(you)的标定就是用(yòng)該井原油樣品(pǐn)進行标定的,所(suo)以油計量的誤(wù)差較小。
2.3生産過(guò)程中降低誤差(chà)的措施
(1)計量過(guò)程中要有足夠(gòu)的穩定時間。在(zài)生産過程中進(jìn)行計量時，應在(zai)将井導人計量(liàng)系統0.5h後再進行(hang)計量,使井流物(wu)有足夠的時間(jiān)對計量系統進(jìn)行沖洗并使流(liú)态穩定,這是降(jiang)低誤差的主要(yao)措施之一;穩定(ding)時間因井的産(chǎn)量不同而有所(suo)不同,一般産.量(liàng)大的井穩定時(shi)間可以短。
(2)定期(qi)标定。随着時間(jian)的推移，油田産(chǎn)出液的液體組(zǔ)分及其含量會(huì)發生變化，同時(shí)流量計差壓.表(biao)的零點經過一(yi).段時間後也會(huì)發生漂移，所以(yi)要定期對流量(liàng)計進行标定。從(cong)油田計量結果(guǒ)的回配系數(圖(tu)3)可以看出,對流(liú)量計進行标定(ding)後其油氣水的(de)誤差有明顯的(de)下降趨勢。經過(guò)實踐，建議最好(hǎo)是3個月标定1次(cì),至少要半年标(biāo)定1次。對新投産(chǎn)的井或測量值(zhí)出現明顯偏離(li)的井,一定要進(jin)行重新标定。
(3)定(dìng)期檢查儀表的(de)零點情況。進行(háng)差壓測量的引(yin)壓管流體是通(tong)過矽油進行壓(yā)力測量的,當長(zhǎng)期運行後,井的(de)流體會與矽油(yóu)進行交換,這樣(yang)就會産生差壓(ya)表零點的漂移(yí)，所以在操作過(guò)程中要定期檢(jiǎn)查差壓計的歸(guī)零情況，同時要(yao)定期更換矽油(you)以保持引壓管(guan)暢通。
(4)降低探頭(tóu)的腐蝕風險。在(zài)對酸化井進行(háng)返排時,要待流(liú)體pH值大于6.5時再(zài)進行計量,同時(shí)當計量結束後(hòu)再用其他非腐(fǔ)蝕性井液進行(hang)沖洗,降低對探(tàn)頭腐蝕的風險(xiǎn)。he
3結論
(1)雙能γ多相(xiàng)流量計計量誤(wu)差的影響因素(sù)主要有多相流(liú)流量大小、組分(fen)及其含量、流體(tǐ)性質及流動特(tè)征,差壓計零點(diǎn)漂移,流體中砂(sha)等固相顆粒和(hé)腐蝕性介質對(dui)測量元件的腐(fu)蝕,以及标定過(guo)程中樣品的代(dai)表性等。
(2)減少雙(shuāng)能r多相流量計(jì)計量誤差的措(cuò)施主要包括在(zài)油田的建設設(she)計階段重視流(liú)量計的選型和(hé)文丘裏管、γ探頭(tou)的選材,在使用(yòng)過程中要對多(duo)相流量計進行(háng)定期的檢驗和(he)标定，尤其是當(dang)流體的密度發(fā)生改變時,要重(zhong)新标定,并對差(cha)壓表進行标零(ling)。

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