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探讨如何提高标准孔板流量计在克深气田气井流量测量中的精度

作者: 来源: 发布时间:2017-09-27 15:36:46
摘 要 :气井流量计量是掌握气井日常生产动态、分析储层变化情况、科学合理地制定气田下步开发方案的重要依据之一。目前克深气田气井流量计量主要采用的方式是单井体积流量计量和速度流量计量,即在每口气井的气量出站前加装上体积流量计量仪表或者速度流量计量仪表来计量单井的流量。
 
1 气井流量计量现状
        目前,常用的气井流量计量方式主要有三种 :体积流量计量、速度流量计量和质量流量计量。我国由于早些年对气井流量计量不是十分重视,计量技术发展缓慢,因而计量技术水平也相对落后于其他计量技术发达的国家。目前,我国气井流量计量基本上仍采用体积流量计量。
 
2 气井流量计量存在的问题
2.1 孔板流量计
        目前克深气田气井流量计量采用的是标准孔板流量计,这是一种综合性技术计量,使用的仪表较多,且影响因素也较为复杂。理想状况下,计量的精度能够满足相关标准的要求 ;但在实际使用过程中,偏离标准条件对计量精度产生的影响,有些能够通过定量估算来修正,而有些就只能大致估算其变化趋势。具体问题如下 :没有按照相关标准的要求进行设计、制造和安装 ;没有严格按照相关管理规定的要求,进行定期的维修和校验 ;计算方法、取值方法的不合理,计量条件不符合相关标准、规定。
 
2.2 超声波流量计
        目前常用超声波流量计的缺点主要在于 :被测流体温度范围受超声波换能铝、换能器与管线间耦合材料耐温程度的限制,以及在高温条件下被测流体传声速度的原始数据不全等 ;此外,超声波流量计计量的线路也要比其他常规流量计要复杂。
 
3 提高气井流量计量精度的措施
3.1 孔板流量计
       标准孔板流量计计量精度与很多因素相关,如孔板本身、安装质量、管线状况、计量仪表、计算方法、取压装置等,因此,为提高气井流量计量精度,可以采取以下措施 :
 
3.1.1 严格执行相关规定、标准
        对于计量段管线长度、内壁粗糙度等,都有相关的规定、技术标准要求。当计量段管线最小长度不能满足标准要求时,计量的结果就会出现一定偏差,此时需要在孔板前的直管段部分加装上整流器来保证计量精度 ;孔板入口端面必须与计量段的管线轴线互相垂直(误差应在1% 以内),在安装孔板时还需要注意安装方向,切忌反装 ;新建单井、站场应该在管线吹扫之后再把孔板安装至节流装置上,防止孔板受损或被污染。
 
3.1.2 科学合理选择压差量程
        标准孔板流量计是依据相对稳定的流速参数设计的,太大或者太小的流量均会造成计量误差增大,因而科学合理选择并正确使用差压计十分关键 :当差压计量程处于30% 以内时,标准孔板流量计量的精度会大幅下降 ;当流体的流量减小时,则需及时地更换对应量程的差压计或者对应规格的孔板,防止因差压造成计量误差成倍增加。
 
3.1.3 选用定值节流装置和可换孔板节流装置
        定值节流装置是在现有节流装置的基础上,通过计算结果加工孔径,而每一类公称通径管线都配套相应的有限孔径节流元件。此节流装置非常适合批量生产,且有利于控制生产成本。可换孔板节流装置是一种新型的节流装置,其节流元件安装于固定座体内,能够在不拆管线、不停产的条件下,对孔板进行常规的检查、更换或清洗,从而保证计量精度不受人为因素的影响。此外,该节流装置还配有清洗机构,能够清除孔板迎流面上堆积的污物,进一步确保了气井流量计量的精确性。
 
3.2 超声波流量计
        超声波流量计计量精度与其科学合理选型、正确安装、精确的工艺管线参数等密不可分,因此,为提高气井流量计量精度,可以采取以下措施 :
 
3.2.1 科学合理选型
        此为超声波流量计正常工作的前提条件。传播速度差法多用于计量清洁的流体介质,适用于精度要求较高的环境 ;多普勒法计量精度相对比较低,故多用于计量含有少量气泡或其他悬浮颗粒的流体。
 
3.2.2 正确安装
        此为超声波流量计稳定运行的必要条件。安装时须选择管线内流体的流场分布相对均匀部分,同时还须保证管线的直管段部分长度符合要求,以便于形成相对稳定的速度场分布。一般来说,上游管线直管段的长度为5~10d(d 即管线内径),下游的长度为3~5d。如果管线的直管段长度无法满足要求,那么计量的精度就会大大降低。另外,换能器的探头需安装在水平和倾斜管线上时,应该选择在水平段安装,这样就可以保证换能器探头与水平面夹角在45°以内。原因在于管线内的杂质和气泡会减弱超声波信号的强度,从而导致计量误差增大 ;而选择水平安装就能使流体中的气泡基本聚集于管线内壁靠上,其他一些较大颗粒杂质则会沿着管线的底部流动,从而对计量精度的影响减到最低,实现计量精度的最大化。
 
3.2.3 精确的工艺管线参数
        此为计量准确的基础。在工艺管线,尤其是在老旧管线安装、使用超声波流量计时,必须要有精确的工艺管线参数,如管线外径、壁厚、材质等。
 
4 结束语
        提高克深气田气井标准孔板流量计量精度有利于更加准确掌握气井的生产动态,进一步分析储层的变化情况,从而科学合理制定每口气井乃至整个气田的未来开发方案。因此,用好标准孔板流量计量装置很有必要。

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