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探討如何提高標準孔板流量計在克深氣田氣井流量測量中的精度

作者: 來源: 發布時間:2017-09-27 15:36:46
摘 要 :氣井流量計量是掌握氣井日常生產動態、分析儲層變化情況、科學合理地制定氣田下步開發方案的重要依據之一。目前克深氣田氣井流量計量主要采用的方式是單井體積流量計量和速度流量計量,即在每口氣井的氣量出站前加裝上體積流量計量儀表或者速度流量計量儀表來計量單井的流量。
 
1 氣井流量計量現狀
        目前,常用的氣井流量計量方式主要有三種 :體積流量計量、速度流量計量和質量流量計量。我國由于早些年對氣井流量計量不是十分重視,計量技術發展緩慢,因而計量技術水平也相對落后于其他計量技術發達的國家。目前,我國氣井流量計量基本上仍采用體積流量計量。
 
2 氣井流量計量存在的問題
2.1 孔板流量計
        目前克深氣田氣井流量計量采用的是標準孔板流量計,這是一種綜合性技術計量,使用的儀表較多,且影響因素也較為復雜。理想狀況下,計量的精度能夠滿足相關標準的要求 ;但在實際使用過程中,偏離標準條件對計量精度產生的影響,有些能夠通過定量估算來修正,而有些就只能大致估算其變化趨勢。具體問題如下 :沒有按照相關標準的要求進行設計、制造和安裝 ;沒有嚴格按照相關管理規定的要求,進行定期的維修和校驗 ;計算方法、取值方法的不合理,計量條件不符合相關標準、規定。
 
2.2 超聲波流量計
        目前常用超聲波流量計的缺點主要在于 :被測流體溫度范圍受超聲波換能鋁、換能器與管線間耦合材料耐溫程度的限制,以及在高溫條件下被測流體傳聲速度的原始數據不全等 ;此外,超聲波流量計計量的線路也要比其他常規流量計要復雜。
 
3 提高氣井流量計量精度的措施
3.1 孔板流量計
       標準孔板流量計計量精度與很多因素相關,如孔板本身、安裝質量、管線狀況、計量儀表、計算方法、取壓裝置等,因此,為提高氣井流量計量精度,可以采取以下措施 :
 
3.1.1 嚴格執行相關規定、標準
        對于計量段管線長度、內壁粗糙度等,都有相關的規定、技術標準要求。當計量段管線zui小長度不能滿足標準要求時,計量的結果就會出現一定偏差,此時需要在孔板前的直管段部分加裝上整流器來保證計量精度 ;孔板入口端面必須與計量段的管線軸線互相垂直(誤差應在1% 以內),在安裝孔板時還需要注意安裝方向,切忌反裝 ;新建單井、站場應該在管線吹掃之后再把孔板安裝至節流裝置上,防止孔板受損或被污染。
 
3.1.2 科學合理選擇壓差量程
        標準孔板流量計是依據相對穩定的流速參數設計的,太大或者太小的流量均會造成計量誤差增大,因而科學合理選擇并正確使用差壓計十分關鍵 :當差壓計量程處于30% 以內時,標準孔板流量計量的精度會大幅下降 ;當流體的流量減小時,則需及時地更換對應量程的差壓計或者對應規格的孔板,防止因差壓造成計量誤差成倍增加。
 
3.1.3 選用定值節流裝置和可換孔板節流裝置
        定值節流裝置是在現有節流裝置的基礎上,通過計算結果加工孔徑,而每一類公稱通徑管線都配套相應的有限孔徑節流元件。此節流裝置非常適合批量生產,且有利于控制生產成本。可換孔板節流裝置是一種新型的節流裝置,其節流元件安裝于固定座體內,能夠在不拆管線、不停產的條件下,對孔板進行常規的檢查、更換或清洗,從而保證計量精度不受人為因素的影響。此外,該節流裝置還配有清洗機構,能夠清除孔板迎流面上堆積的污物,進一步確保了氣井流量計量的精確性。
 
3.2 超聲波流量計
        超聲波流量計計量精度與其科學合理選型、正確安裝、精確的工藝管線參數等密不可分,因此,為提高氣井流量計量精度,可以采取以下措施 :
 
3.2.1 科學合理選型
        此為超聲波流量計正常工作的前提條件。傳播速度差法多用于計量清潔的流體介質,適用于精度要求較高的環境 ;多普勒法計量精度相對比較低,故多用于計量含有少量氣泡或其他懸浮顆粒的流體。
 
3.2.2 正確安裝
        此為超聲波流量計穩定運行的必要條件。安裝時須選擇管線內流體的流場分布相對均勻部分,同時還須保證管線的直管段部分長度符合要求,以便于形成相對穩定的速度場分布。一般來說,上游管線直管段的長度為5~10d(d 即管線內徑),下游的長度為3~5d。如果管線的直管段長度無法滿足要求,那么計量的精度就會大大降低。另外,換能器的探頭需安裝在水平和傾斜管線上時,應該選擇在水平段安裝,這樣就可以保證換能器探頭與水平面夾角在45°以內。原因在于管線內的雜質和氣泡會減弱超聲波信號的強度,從而導致計量誤差增大 ;而選擇水平安裝就能使流體中的氣泡基本聚集于管線內壁靠上,其他一些較大顆粒雜質則會沿著管線的底部流動,從而對計量精度的影響減到zui低,實現計量精度的zui大化。
 
3.2.3 精確的工藝管線參數
        此為計量準確的基礎。在工藝管線,尤其是在老舊管線安裝、使用超聲波流量計時,必須要有精確的工藝管線參數,如管線外徑、壁厚、材質等。
 
4 結束語
        提高克深氣田氣井標準孔板流量計量精度有利于更加準確掌握氣井的生產動態,進一步分析儲層的變化情況,從而科學合理制定每口氣井乃至整個氣田的未來開發方案。因此,用好標準孔板流量計量裝置很有必要。

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