引言

        在海洋石油平臺(tái)上，為滿足流程需求，需要對(duì)單井油氣產(chǎn)量進(jìn)行計(jì)量。一般做法是在井口平臺(tái)設(shè)置測(cè)試分離器，單井產(chǎn)物流通過測(cè)試管匯進(jìn)人測(cè)試分離器，進(jìn)行油氣水三相分離后，對(duì)油氣兩相分別進(jìn)行計(jì)量。由于測(cè)試分離器需要同時(shí)滿足多口井的計(jì)量需求，面臨的工藝環(huán)境比較嚴(yán)苛，單井的流量、溫度、壓力、粘度等參數(shù)各不相同，對(duì)流量計(jì)量程比、材質(zhì)選擇、流程允許壓降提出一定要求；再加上海洋石油平臺(tái)空間緊張，設(shè)備布置緊湊，直管段需求、平臺(tái)震動(dòng)等現(xiàn)實(shí)因素，油氣計(jì)量的精度要求較高，使得測(cè)試分離器油氣兩相測(cè)量的流量計(jì)選型面臨相當(dāng)大的閑難。本文回顧了某油ｍ測(cè)試分離器油氣兩相流量計(jì)選型過程，提出質(zhì)量流量計(jì)可滿足工藝流程及測(cè)量需求，效果較優(yōu)。

 

１海上常用流量計(jì)的特征要素

        海上平臺(tái)常用的流量計(jì)一般包括質(zhì)量流量計(jì)，超聲波流量計(jì)（管段式、插人式超聲波流量計(jì)、外夾式超聲波流量計(jì)），容積式流量計(jì)有孔板流量計(jì)、差壓流量計(jì)、電磁流量計(jì)、渦輪流量計(jì)，渦街流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)等。下面根據(jù)流量計(jì)的具體特征，從適用性、安全性、安裝條件、經(jīng)濟(jì)性等諸多方面加以分析（見表１），以期選出非常適合此工況的流Ｍ計(jì)類型。

２工藝流程分析及測(cè)量需求

        為跟蹤并獲取單井的油氣水產(chǎn)量，需要對(duì)單井進(jìn)行計(jì)量。在海洋石油平臺(tái)，被測(cè)試單井的井產(chǎn)物流經(jīng)由測(cè)試管匯進(jìn)人測(cè)試分離器，進(jìn)行油氣水三相分離后，在油相、氣相出口分別設(shè)置流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量如圖１所示，并將流量數(shù)據(jù)上傳至中控系統(tǒng)進(jìn)行儲(chǔ)存管理。以圖１中所展示項(xiàng)目的流程為例，該流程液相流量計(jì)編號(hào)為ＦＥ／ＦＩＴ－１３０１，氣相流量計(jì)編號(hào)為ＦＥ／ＦＩＴ－１３１４，其流程工藝參數(shù)見表２。對(duì)于此位置的油氣計(jì)量，一方面是為了掌握單井的產(chǎn)能狀況，為持續(xù)追蹤地層情況、反饋地質(zhì)油藏專業(yè)開發(fā)方案做好數(shù)據(jù)保障；另一方面井口平臺(tái)油氣總產(chǎn)Ｍ數(shù)據(jù)多來自于測(cè)試分離器的測(cè)量數(shù)據(jù)綜合計(jì)算后得到，是油田群內(nèi)部單平臺(tái)產(chǎn)量劈分提供依據(jù)。因此，該處計(jì)量宜采用精度較高、保證安全性、不易損壞的流量儀表。一個(gè)平臺(tái)開發(fā)的一批生產(chǎn)井，由于所處開發(fā)層位不同，巖性特征、埋深、油藏類型、油層厚度、滲透率等參數(shù)各不相同，單井的產(chǎn)量有重大差異。而伴隨油田開發(fā)進(jìn)程不斷推進(jìn)，從單井產(chǎn)量剖面可以非常直觀地發(fā)現(xiàn)，隨著時(shí)間推移，開發(fā)井的產(chǎn)液量不斷升高，含水率升高，油Ｍ、氣Ｍ持續(xù)遞減。測(cè)試分離器既要應(yīng)對(duì)同一時(shí)期不同單井的計(jì)量需求，又要應(yīng)對(duì)油田全生命周期內(nèi)產(chǎn)量遞減趨勢(shì)，因此要求流量計(jì)需要應(yīng)對(duì)大量程比工況。以上述選取的渤海某油田為例，全生命周期考慮所有生產(chǎn)井的液相量程比為２２．５：１，氣相量程比為２５：１．需要選定的流量計(jì)類型可以適應(yīng)此大量程比范圍。同時(shí)，溫度、壓力、壓降等因素也需要充分考慮。

３流量計(jì)選型分析

        以表１列舉的海上平臺(tái)常用的流量計(jì)為基礎(chǔ)，針對(duì)上述工藝流程參數(shù)開展流量計(jì)選型具體工作。初步篩選可結(jié)合表１各類流量計(jì)的特征，針對(duì)工況進(jìn)行分析。分離器出口處由于前述原因，量程比需大于２５：１，因而排除容積式、差壓式、渦輪、渦街、轉(zhuǎn)子等類型的流量計(jì)。同時(shí)，由于非常大流量７．２Ｓｍ３／ｈ，轉(zhuǎn)子流量計(jì)也是不合適的。工藝介質(zhì)為原油、天然氣，不導(dǎo)電，因此電磁流量計(jì)不適用。由于流程非常小流量為０．３２Ｓｍ３／ｈ，管徑為３”，若采用縮徑為２”的流量計(jì)，流速為０．０５ｍ／Ｓ，遠(yuǎn)低于超聲流量計(jì)對(duì)〇．３ｍ／ｓ流速下限的要求，因而超聲亦不適合。

經(jīng)過初步篩選，海上常用流量計(jì)僅余下質(zhì)量流量計(jì)為可選項(xiàng)。結(jié)合質(zhì)量流量計(jì)的以下特征再進(jìn)一步針對(duì)性精確比對(duì)Ｍ：

        1、根據(jù)質(zhì)量流量計(jì)的測(cè)量原理，科氏力與流體質(zhì)量流量直接相關(guān)，能進(jìn)行直接質(zhì)量流量測(cè)量，本例中可減少轉(zhuǎn)換變量的影響，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

        2、質(zhì)量流量計(jì)靈活適應(yīng)多種測(cè)量介質(zhì)，如氣體、液體、蒸汽、漿糊等，在化工領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，與本例中測(cè)試分離器出口油相和氣相的質(zhì)量流量測(cè)量需求能良好閃配。

        3、測(cè)量精度較高，可達(dá)０．２％，適用于對(duì)精度要求比較高的場所；可良好適應(yīng)本例測(cè)試分離器承擔(dān)的油田產(chǎn)量計(jì)量及劈分需求。

        4、多變量輸出，能同時(shí)測(cè)量質(zhì)量、密度、溫度等參數(shù)，準(zhǔn)確表征流體特性，可做到一表多用［４］。

        5、流體工藝參數(shù)、流型分布對(duì)測(cè)量結(jié)果影響很小，不要求上下游直管段，適合應(yīng)用在空間緊張的海洋石油平臺(tái)上。

 

        根據(jù)表１流量計(jì)所處流程工藝參數(shù)，ＦＥ／ＦＩＴ－１３０１、ＦＥ／ＦＩＴ－１３０１的非常終選型結(jié)果見表３。

        本項(xiàng)目工藝介質(zhì)為普通原油、天然氣，測(cè)量管材質(zhì)使用ＳＳ３１６Ｌ即可滿足要求。流程設(shè)計(jì)溫度為１０５尤，無需考慮特殊措施。測(cè)試分離器為低壓流程，設(shè)計(jì)壓力ｌｌＯＯｋＰａＧ，采用４奶１１５０＃壓力等級(jí)即可，法蘭為RF形式。根據(jù)廠家樣本及計(jì)算書，所選型產(chǎn)品可滿足工藝流程條件、安全需求、壓降、精度、材質(zhì)、安裝等一系列要求。測(cè)量管是承壓的主要部件，為了進(jìn)一步保證安全性，應(yīng)對(duì)二次泄漏，質(zhì)量流量計(jì)的外殼腔體也具備承壓能力。以液相ＦＥ／ＦＩＴ－１３０１所選流量計(jì)為例，其外殼腔體的承壓曲線如圖２所示。

 

４結(jié)束語

        質(zhì)量流量計(jì)以其測(cè)量精確、無需直管段、安全可靠、故障率低等優(yōu)勢(shì)，在海上平臺(tái)具有廣泛的應(yīng)用。由于可測(cè)量溫度、密度、流量等多種參數(shù)，而這些參數(shù)其他儀表也進(jìn)行測(cè)量讀取，密度參數(shù)與物性化驗(yàn)也息息相關(guān)，下一步可以在一表多用、參數(shù)互證方面繼續(xù)研究。