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孔板流量计测定气井产能的方法在实际应用中很重要

作者: 来源: 发布时间:2018-05-28 12:29:38

    摘要:自从20世纪90年带以来, 我国的天然气年产量已经突破了150亿m3。随着大储量的气田不断发现, 气田开发已成为近几年来的一个热点, 尤其是“西气东输”工程更给天然气工业带来了广阔的前景。所有这些都预示着我国的天然气工业将进入一个更大的发展新时期, 如何能准确的测定气体的产量就显得尤为重要。
 
    1 概述
    测定气体产量一般是测定气体在某段时间内的流量折算成日产气量。采用的计量仪表有机械式和电子式两类, 其中机械式仪表使用方便、成本低廉、维护简单, 在油田得到普遍应用。机械式测气仪表主要有:孔板流量计、垫圈式气体流量计、机械涡轮流量计等;电子式测气仪表主要有:气体涡街流量计、旋进旋涡流量计、电子涡轮流量计等。
    2 测定气体产量的两种常用方法
    2.1 孔板流量计测气
    根据气体产量的大小, 当气产量大于0.8×104m3/d, 一般采用孔板流量计测气, 它具有结构简单、计算比较准确、测量范围宽的优点。
    孔板流量计测气应满足下列条件, 以保证测定准确、安全:
    (1) 流量计内径与排气管线内径相同, 流量计上流直管段长度大于10倍流量计内径, 下流直管长度大于5倍流量计内径;
    (2) 孔板孔眼直径等于0.4~0.8倍流量计内径, 厚度3~6mm, 孔板喇叭口在气流下方;
    (3) 选用适当的孔板, 使天然气通过孔板时上流绝对压力p1与下流绝对压力p2满足条件p2≤0.546p1, 并且使上流压力控制在0.083~0.4MPa, 此时天然气的流速等于在该处温度下天然气的声速, 增加上流压力, 流速断面最小处的速度并不增加, 只增加气体的密度和流量, 此时气流达到临界流速, 利用上流压力可计算出流量。
    折算为标准状况1atm、20℃时的日产气量计算公式为

计算公式

    式中Q—日产气量, m3/d;
    C—临界流量系数, 对于50.8mm临界流量计, 1.59~38mm孔板, C为0.83~0.92;对于101.6mm临界流量计, 12.7~76.2mm孔板, C为0.85~0.90;
    d—孔板直径, mm;
    p1—孔板上流绝对压力, MPa;
    γ—气体相对密度;
    Z—天然气的压缩系数 (当p1<0.8MPa时, Z≈1) ;
    T—孔板上流绝对温度, K。
    使用孔板流量计, 当未达到临界气流时, 即p2>0.546p1时, 折算为标准状况 (1atm、20℃) 时的日产气量计算公式为

计算公式


    式中p2—孔板下流绝对压力, MPa。
    2.2 垫圈式气体流量计测气
    当气产量小于0.8×104m3/d时, 一般采用垫圈式气体流量计测气。垫圈式气体流量计测气时应满足下列条件, 以保证测量准确:
    (1) 流量计内径与排气管线内径相同, 流量计上流直管段长度大于10倍流量计内径, 下流直通大气, 下流压力为大气压力;
    (2) 挡板孔眼直径等于0.4~0.8倍流量计内径, 厚度3~6mm, 孔板喇叭口在气流下方;
    (3) 气流通过挡板孔产生压差, 选择合适挡板使水柱 (汞柱) 高差控制在75~150mm。根据所测压差计算气体流量, 计算公式为

计算公式

    式中Q—日产气量, m3/d;
    d—孔板直径, mm;
    △H—汞柱 (水柱) 压差, mm;
    γ—气体相对密度;
    T—孔板上流绝对温度, K。
    以上两种测气方法属于常规机械式测气仪表式, 在生产中经常用到, 原理简单操作方便, 成本低廉、维护简单, 适用于常规测气, 在油田得到普遍应用。
    3实际应用
    北4—2—丙77井位于大庆油田采油三厂萨北地区, 射孔时发现强烈的油气显示, 根据其自喷能力选择4mm油嘴进行测试工作, 接气液两相分离器进行油气分离, 并采用孔板流量计测气, 初期密集采点, 记录井口、上下流压力以及孔板上流温度, 至后期毎20min采点一次, 并计算气体产量, 得出这口井的气体产量变化及其产能。
    在压井后, 由于气产量变小, 需要诱喷, 此时采用了垫圈式气体流量计测气, 初期采用水作为介质, 毎20min采点一次。后期由于诱喷效果明显, 气产量上涨, 故采用水银作为介质, 仍20min采点一次, 直至产量超出0.8×104m3/d, 诱喷成功, 至此, 又换回成孔板流量计测气终至完井, 达到预期的测气目地。
    孔板流量计测气体, 垫圈式气体流量计测气体这两种方法在此次测气过程中操作方便, 组装简单, 节省了很多不必要的麻烦, 给企业创造了效益。

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