在油田開發過程中,天然氣計量是油田生產中的一項重要工作,提高計量準確率,確保天然氣計量結果準確可靠。
1天然氣計量現狀
(l)單井計量現狀
采油一廠為斷塊低滲油田,天然氣生產來自原油開采的伴生氣,本廠共有油氣生產井580口,通過管道集中在計量站計量產氣量、產液量后,再輸送聯合站。目前本廠66座計量站,現使用LUX一325旋進旋渦流量計測氣30座計量站,分別計量280余口井的產氣量。
(2)工藝現狀
目前,采油一廠天然氣計量以單井計量方式為主,以分時計量的方法進行測氣、量油,當原油經過加熱后進人二相分離器油氣分離。由于油井出砂大,含蠟高,結鹽、堿嚴重,再加上油井間歇出氣,調節機構不好控制,導致生產計量誤差。
(3)計量準確度
由于單井是間歇式來油,操作者控制氣閥門不當,氣管線進油進氣,油氣混合,導致流體中的微粒及纖維雜物隨氣體進人儀表內,旋渦發生器體中的葉片堵、卡現象,該表出現故障頻繁,造成產氣量計量準確度低。
2天然氣計量存在的主要問題
(1)鋁制的旋渦發生體容易腐蝕
采油一廠計量站計量單井產氣量的計量儀表為鋁制的旋渦發生體流量計,由于單井產出氣是沒有經過凈化處理的濕氣,氣中含有大量的水分和少量的H2S氣體,它們都對旋進旋渦流量計的鋁制旋渦發生體產生強電化學腐蝕。旋渦發生體是影響旋進旋渦流量計計量準確性的關鍵部件,旋渦發生體被腐蝕后,將嚴重影響計量的準確性。天然氣對旋進旋渦流量計本體的腐蝕作用,使本體內徑變的粗糙不堪。它將改變流體的流動狀態,從而影響了計量儀表的準確性。
(2)鋁制的旋渦發生體容易出故障
由于單井是間歇式來油,含有大量不穩定的氣相成分,其中HZS氣體和伴生水有較大腐蝕性。當流體中的微粒及雜物隨氣體進人儀表內,使鋁材料制成的旋渦發生體遇到鹽、堿時,該表葉片出現堵、卡現象,也是造成葉片腐蝕原因之一。清冼、維修及更換配件需要停止測氣時間5h,延長了天然氣的計量循環周期。經使用其性能、精度、壽命達不到現場指 標。同時也造成了儀表反修率高,計量準確度低,又浪費了人力、物力、財力。
總之本廠2001年投人LUX型鋁制的旋渦發生體流量計30臺,2002年全部送檢,其中有14臺儀表的旋渦發生體因腐蝕嚴重被沖人管網,另有12臺儀表的旋渦發生體腐蝕嚴重,檢定不合格。由此可見腐蝕是造成鋁制旋進旋渦流量計計量準確度差的主要因素。
3解決方法
為加強計量管理,提高計量準確度,針對該儀表旋渦發生體出現的堵、卡易腐蝕現象,改進了儀表旋渦發生體。
3.1改進LUX-32S旋渦發生體
為了減少儀表返修率,降低天然氣計量誤差,根據現場使用的儀表進行反復研究及試驗,在原來的測氣技術上,改進了旋渦發生體。
將鋁材料制成的旋渦發生體用不銹鋼的材料。原理是:當氣體中的H2S含有鹽堿進人旋渦發生體時,不銹鋼的旋渦發生體耐腐蝕和抗沖擊能力強,使葉片不易損壞,可在數個檢定周期后,儀表仍能保持各項性能技術指標。
3.2 LUX-32S流量計
(1)工作原理
當流體進人流量傳感器人口時,螺旋形葉片強迫水流體進行旋轉運動,于是在旋渦發生體中心產生旋渦流,旋渦流在文丘利管中旋進,到達收縮段突然節流使旋渦流加速。當旋渦流突然進入擴散段后,因回流的作用強迫進行旋進式二次旋轉。如果儀表內部具有最為優化的幾何結構,那么在寬量程范圍內,旋渦的頻率與流速成正比,并為線性。該頻率由壓電傳感器檢測(見圖1),壓電傳感器檢測的微弱電信號經前置放大器放大、濾波、整形后變成頻率與流量成正比的脈沖信號,最后送往智能積算儀進行運算與處理。
氣體流量計標準下的體積量公式:
(2)組成
?、贇んw;②旋渦發生體;③智能流量積算儀;④選擇按鈕開關;⑤前置放大器;⑥壓電傳感器;⑦出口導流件。
(3)主要技術參數
?、侪h境溫度:一30℃一+50℃ ;②介質溫度:
一20℃一+80℃; ;③相對濕度:5%一95 % ;④大氣壓力:86一106kPa;⑤準確度等級:1級。
(4)特點
?、俟δ軓?②結構緊湊;③操作簡單;④不易腐蝕;⑤穩定性強;⑥可靠度高。
4現場應用、運行效果及準確度
(1)現場應用
該表自2002年3月份全廠改進30座計量站,計量280口單井的天然氣,投用后,沒有出現問題,使用效果非常明顯,因此該儀表達到了現場實用的需要,并成功應用。
(2)運行效果
旋渦發生體改造前后相比,具有明顯的優點,不銹鋼材料制成的旋渦發生體具有沖擊能力強,不生銹,耐腐蝕,能過濾較小的纖維異物等,避免了堵、卡故障,從而有效的延長了它的正常運行壽命。
(3)準確度
總之該表是采用了最新微處理技術,并能進行溫度壓力、壓縮因子自動補償的新一代流量計,具有功能強、不易腐蝕、性能穩定可靠、計量準確、測氣數據遠地和就地相符等特點,性能、精度、壽命達到現場技術指標,確保了計量站的測氣正常運行,減少了單井次數的計量循環周期,又提高了計量準確度。
5經濟效益及推廣應用
(1)經濟效益
2002年投人30座計量站共30臺,運行效果較好,全年節省維修費用48萬元,降低了維修材料消耗。節省人員維修時間660h,減少了采油人員的勞動強度。
(2)生產推廣應用
該表計量性能穩定可靠,使采油工能掌握可靠的測氣數據,是對本廠計量單井產氣量采取的一種準確計量,可在全局推廣應用。
6結束語
為了探索現有體制下的企業計量工作新路程,增強計量儀表的功能,筆者愿與油藏工作者,基層采油區的計量專家們一起探討,深化課題,為使計量站單井產氣量逐步達到自動、可靠、準確、低耗、效益顯著的新局面而不斷努力。