油气计量技术现状及发展趋势

油气计量技术现状及发展趋势

芮雪

中国石油玉门油田分公司开发部甘肃酒泉735000

摘要：原油生产计量工作涉及到生产的各个方面，是生产及控制的基础。本文从原油计量流程、计量方式、计量节点三个方面详细分析了目前油田内部油气集输系统计量技术的现状，同时简要介绍了成品油的计量技术，针对存在的问题，阐述了今后计量技术的发展趋势。

关键词：计量流程；计量方式；计量节点；成品油计量

在油气集输系统中，计量工作是生产管理中的一项重要工作，对于掌握油田产量状况、分析油藏开发形势、制定下步生产方案都具有重要的指导意义。随着科学技术的飞速发展，对计量技术的要求也越来越高，油田越来越需要高端计量设备以降低劳动强度、提高生产管理水平。

一、油田生产工艺流程

油井生产的油气水混合原油分路汇集到计量站，在计量站内对各单井产量进行计量。在接转站或联合站内，混合原油汇总进入沉降罐进行初步油、气、水分离，初步分离后的原油通过加温进入三相分离器处理，形成质量合格的原油成品进入储油罐，定期通过管道外输。

原油的准确计量与油田各生产单位效益息息相关，然而目前各油田计量站每天的生产数据大多是由站内管理人员定时进行人工抄表，将数据上报到各个采油队，然后人工录入到采油厂生产管理系统的数据库中，作为计算每天原油产量和各级领导及调度管理人员制定生产措施的依据，这种方式可能导致计算采油厂(矿、队)原油产量有误差和管理层不能及时对故障井或产量下降井做出决策，采取相应的稳产措施，直接影响到原油的产量。所以针对计量过程中原油计量管理中存在的不足，同时结合油田的实际情况，合理优化计量流程、计量设备是当务之急。

二、油井产物的计量方式及计量节点

油田采油集输生产过程涉及单井计量、分队（线）计量、污水计量、注水计量、油田内部原油交接计量、油田原油外销计量、井口天然气计量等多个计量节点。计量项目包括油气水三相计量、原油天然气流量计量、原油取样含水与密度化验、原油含水在线计量和油罐原油静态计量（包括液位、油水界面、原油含水、原油密度等参数的测量）。除单井计量外，其他节点计量相对比较稳定。

（一）单井计量状况及计量方式

1、单井计量概况

单井计量是指对单井所生产的液量、油量和生产气量的测定，它是原油生产的首次计量，也是最基础的一项工作。单井计量的准确与否，对于掌握油井生产情况及地下结构变化情况，制定后续勘探开发方案及优选钻采工艺都起着十分重要的作业。

2、单井计量方式

（1）功图法在线计量

油井远程在线计量分析系统采用井口计量远传技术替代传统的井口计量模式，简化了流程。它是通过地面示功图来推算地下生产情况，同时考虑泵挂深度、杆柱组合、气液比、出砂情况、油品性质等边界条件得到井下泵功图，然后应用泵功图识别技术来计算油井产液量。

首先，由于油井的工况始终处于不断变化的状态，而且杆管偏磨、泵漏、气体影响、稠油影响等井下工况影响因素众多，在现实生产中的油井产量标定周期不适应油井的不定期变化；集输管线系统压力造成部分低产液井的功图形变，在线计量分析系统难以识别，因此应用该技术定量分析油井产量存在较大计量误差。其次，电子式压力传感器等仪器的稳漂、时漂和工作不稳定造成其计量准确度较差。但其系统安装方便，投资相对较低，利于数据网络传输，因此在油井生产运行状态监控上具有很好的应用潜力。

作为全自动计量技术，功图法在线计量是将来的发展趋势。功图在线监控是该技术的最大优点，能够让技术人员及时掌握油井生产工况，提高油井管理水平。计量功能可作为油井工况分析的补充参考，因为目前受井筒条件、产出物性质等影响因素制约，需要进一步发展与完善；计量标定需要按时利用移动式计量装置进行定期标定。

（2）单井安装SYXJ-S-YDG型油井多相连续分测装置

SYXJ-S系列油井多相连续分测装置是胜利油田胜利石油仪表厂工程技术人员经多年潜心研制而成的一款新产品。该产品集成了旋流分离技术、油、气密度差异分析技术、液相计量技术、气相计量技术、压力计量技术、数据采集及处理等多项技术的应用。SYXJ-S-YDG型装置配置于移动工具上，主要应用于环形井、偏远井及比较难计量油井的多相计量。装置的使用将有效解决油井常规计量方式中存在的诸多现实问题，能够及时、准确记录单元区块油井的产量变化，为油藏动态管理提供可靠的依据，有利于实现单井的精细化管理，带动提高油田生产技术及管理水平的提高。

该单量装置的工作原理是气液两相混合物（油井来液）通过气液旋流分离器，依靠旋流转动产生的离心力及两相的自身重力实现高效分离。分离后的气体从直管顶部排出经单相仪表计量，液体从直管底部排出经单相仪表计量。装置压力由压力表测得。

（3）单井液量计量装置

该计量装置采用灌位体积（定额）计量方法，可实现数字信息远传和自动报表的功能。主要由储油罐、传感系统、输油泵、执行器、计数器等五部分组成。该检测装置是采用体积测量法，通过计量罐液位体积和执行次数计量单井日产液量。当计量罐液位到达设定位置时，输出泵接到传感信号后，即可将液体输送到输油系统或储油罐内。根据计量罐体积定额和每天输出液体的做功次数、计算每天的产液量。

液量计算方法：将抄表时计数器表盘所显示的输出次数×计量罐体积定额（0.047）&pide;生产时间×24小时、即为每天的产液量。例如：当天计数器显示输出次数为40次，生产时间为18小时，则每天的产液量为：40×0.047&pide;18×24小时=2.5m3/d。

（二）总线计量状况及计量方式

1、总线计量概况

总线计量是指对单井生产混合液通过集输系统汇入联合站的总液量、油量和伴生气量的测定，它是油田生产管理中的一项重要工作，对单井产量计量核查，掌握油藏状况，制定生产方案，具有重要的指导意义。

2、总线计量方式

（1）人工检尺计量

人工检尺计量是通过管汇控制将总线或需要计量的支线来液进入用于计量的储油罐中，通过人工检尺确定进入储罐中的液体高度，再通过油罐容积法计算出计量时间内的来液量。来液的密度、含水等参数也是通过人工取样的方式取得样本后进行测定，人工检尺计量对计量设备要求低，操作简便，受混合液流速、油品性质及砂、蜡、气等杂质影响较小。但由于人工计量检尺及取样过程为人工操作手法差异，易造成计量数据产生偏差。

（2）称重式计量撬

称重计量撬采用微差压计重原理，通过双容积交替运行实现油井产出液高精度连续称重计量。计量撬计量分离器隔成两个相同的计量容器且顶部相通，两容器分别安装两套高精度微差压变送器，实时监测罐内液体净压强△P,根据罐内液体重量等于液体静压强△P与罐体截面积S的乘积，通过PLC计算出产液重量并自动控制计量装置运行。装置运行时一个容器进油计量，一个容器压油，两容器交替循环计量与压油，实现装置自动高精度连续称重计量。

计量撬自动计量由PLC的高速计数模块完成，保证了计量的精度。现场温度、压力等参数以及流量累积值通过无线数据传输传送到监控计算机中，由显示器进行集中显示。

三、分队、分矿计量

采油队作为油田原油生产的最基层单位，生产运行状态直接关系到全油田原油产量指标的完成。所谓分队计量就是准确的计量出每个采油队每天的原油产量，涉及采油队每天的液量准确计量和原油含水准确计量，要求其关键点计量过程稳定、可靠，计量数据准确、公正。实施分队计量的技术指标是：原油产量计量误差小于5%；天然气计量误差小于10%。

基于两相分离的分队计量关键是如何准确计量液体的流量和原油的含水率。要满足原油产量计量误差小于5%的要求，可以通过合理匹配流量测量误差和含水测量误差最终达到分队计量的技术要求。按照国内目前流量计的技术等级水平，考虑两相分离含水高、含砂等杂质多的特点，可以选用0.5级流量计来计量液体流量。对于原油含水率的计量误差，当原油含水在90%以上的区间，要达到分队计量原油产量小于5%的要求，原油含水率计量误差应小于0.5%，最好达到0.2%准确度等级；当原油含水在80%-90%区间内，原油含水率计量误差应小于1.0%，最好达到0.5%的准确度等级；当原油含水在80%一下的区间内，原油含水率计量误差可以放宽，最好为1.0%。

四、油气计量技术发展趋势

1、推广应用质量流量计，用质量流量计逐步代替传统的罗茨流量计和弯管流量计，使计算机技术在油气计量领域中得到进一步的开发应用，实现温度、压力、流量的自动测量、补偿与修正。

2、采用高精度、高可靠性、高稳定性和智能化的含水分析仪，实现原油含水率和含油量的在线连续自动测量。

3、目前仍需要手工取样化验原油含水的场合，建议推广应用原油自动取样器，以提高油样的代表性和真实性。

4、计量仪表的高精度、智能化、模块化、网络化、自动化以及获取信息的便捷、快速化，将是油田油气计量仪表的发展趋势。

参考文献：

[1]吴国忠,李天奎,王晓华,李广富.低产油井油、气、水自动计量系统[J].节能技术,2009年06期

[2]李守明,祝瑞波,朱益飞.油田井站单井自动计量系统[J].工业计量,2008年04期

[3]韦继明.远程自动量油系统在油田的应用[J].石油化工自动化,2009年04期