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聯系我們傳統的油田單井計量方法是把油井產物送入分離器進行氣液兩相分離，通過安裝在分離器各相出口管線上的流量計，計量流體的產量，這種方法有著成熟的應用經驗。近年來，多相不分離計量技術已逐步應用。采用多相流量計直接計量油井各相流量的方法取消了計量用的分離器、計量管線及計量匯管等，節約了空間且可連續計量各油井的產量，適用于空間較小的海上平臺等。
1 傳統的分離計量方案
1.1 原理
單井來液通過兩相分離器分離氣液兩相，液相流量計測量油產量和含水率，氣相流量計測量氣產量。
液相流量計可選用質量流量計、容積式流量計及渦輪流量計等，其中質量流量計具有計量精度高、量程比寬、安裝簡單、不需要直管段、組態方便、維護方便和操作簡單的特點; 氣相流量計可選用渦街流量計及孔板流量計等，渦街流量計根據卡門渦街原理測量氣體體積流量，具有壓力損失小、量程范圍大、精度高、可靠性高及維護量小等特點，測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度及粘度等參數的影響。
質量流量計基于科氏力原理測量質量流量，由流量傳感器和流量計算機兩部分組成。流量傳感器內置密度傳感器和溫度傳感器，通過質量和密度換算體積，流量計算機可以計算出油水產量和含水率。渦街流量計根據卡門渦街原理測量氣體體積流量。
1.2 關鍵儀表選型
以測試分離液相為例，對可選流量計的特性進行對比(表1) 。對比后，推薦選用科里奧利質量流量計。
表1 分離計量方案流量計特性對比
項目 | 容積式流量計 | 渦輪流量計 | 孔板流量計 | 質量流量計 |
原理 | 轉動葉片可動部件大量程比精度高 | 可動部件大量程比精度高 | 沒有可動部件量程比較小有壓損 | 沒有可動部件量程比較寬精度高 |
適用環境 | 不適用于低粘度不受瀝青和蠟質影響受固體顆粒影響 | 介質粘度不能高于50mPa·s受瀝青、蠟質和固體顆粒影響 | 對粘度參數不敏感但受噪聲及溫度等因素影響要求取壓管安裝 | 粘度適用范圍廣易于安裝不受固體顆粒影響 |
度/% | ±0.15 | ±0.25 | ±1.00 | ±0.15 |
可重復性/% | ±0.05 | ±0.10 | － | ±0.05 |
量程比 | 20∶1 | 10∶1 | 3∶1 | 10∶1 |
直管段/整流器 | 不需要 | 上游20D、下游5D | 上游10D、下游5D | 不需要 |
維護 | 在線維修會增加費用 | 在線維修會增加費用 | 相對簡單 | 相對簡單 |
2 多相不分離計量方案
2.1 原理
目前應用較多的多相流量計是將文丘里管和雙能伽馬射線相結合。美國斯倫貝謝采用文丘里管測量流量，通過雙伽馬射線測量油、氣、水三相的比例，并建模計算出產液量、含水率和產氣量; 挪威Ｒoxar 采用文丘里管測量液體流量，通過互相關性測量氣體流速，通過密度介電常數電導率法和雙伽馬射線測量油、氣、水三相比例，計算出產液量、含水率和產氣量; 蘭州海默是采用單能伽馬互相關流量計測定各種流速，雙能伽馬射線相分率計測定含水率和含氣率。當低含氣時，可采用轉子流量計( 或其他流量計) 測定總流量。
2.2 多相流量計的關鍵技術
自20 世紀80 年代開始研究多相流計量技術以來，多相流量計已在海洋平臺和水下設施上初步應用。經過充分調研和比較，挪威Ｒoxar、美國AGAＲ 、美國Schlumberge 及蘭州海默等公司研制的多相流計量技術相對比較成熟，商業化程度較高，并且都經過了現場工業測試和第三方實驗室的性能測試。這些產品的工作原理、特點和應用情況的對比見表2。
2.3 API對多相流計量的相關要求
在API MPMS 20.1( 1.16-Multiphase QuantityMeasurement) 中對多相流計量有如下要求: 各相*分離的前提下才能實施標定; 為了證明多相流測量的準確性，必須由三相分離器將多相流分離至油、氣、水三相，進而準確地測量各相的體積流量。由此可見，對于多相流計量，API 更傾向于推薦測試分離器，而且主流標準規范僅對多相流量計進行了基本介紹，不涉及明確的技術要求，也沒有標準的標定裝置對其計量精度進行認定。
3 單井計量方案對比
單井計量方案的對比見表3。
表3單井計量方案對比
項目 | 不分離計量方案 | 分離計量方案(推薦) |
測量原理 | 氣、液不分離，通過文丘里管( 輔以互相關性) 測量流量，雙伽馬射線和密度介電常數電導率測量三相的比例分數，計算出油、氣、水三相的產量 | 氣、液分離，通過科氏力質量流量計測量計算出油產量、水產量和含水率，通過渦街流量計測量氣產量 |
準確性 | 目前無標準的標定裝置對多相流量計的計量精度進行檢定，精度很難保障 | 技術成熟，產品可靠，穩定和準確度相對較高 |
廠家情況 | 技術壟斷于少數廠家，較多業績的僅2 ～ 3 家，技術保密，使用中受制于人 | 可以集合zui高水平的儀表、機電、橇裝化的企業，選擇的空間非常充分，使用不會受到任何約束 |
實際對比 | 情況與第三方測量方法得到數據對比差距顯著，無法確定真實精度 | 更接近于第三方測量方法得到數據 |
安全性 | 有伽馬射線源，存在一定的危險性，操作人員會有一定的畏懼心理 | 不存在潛在的輻射風險 |
標準標定 | 目前無主流的標準、法規支持，僅制造廠自身宣稱具有標定的能力，派員現場標定每年收取3 ～ 4 萬美元費用 | 氣液計量儀表符合主流標準，可以由部門頒發計量許可。一般檢定機構具有標定能力，很容易實現標定，且費用較低 |
分離計量方案有操作與維護安全方便、投資較低、有部門認證及度較高等特點，是經典、成熟、*的單井測試計量方案; 多相不分離計量方案的投資較高、維護費用高、無部門認證、準確度存在疑慮，操作人員存在危險畏懼心理，尚處在研制開發到規模化商品應用的初步階段，產品耐用性、安全性、可操作性、使用效果和宣傳效果的一致程度尚待長期檢驗。
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