地面集输系统油气水多相取样计量技术研究.pdf

2012年9月 西安石油大学学报(自然科学版) Sep．2012 of xi7an Scierlce 第27卷第5期 Journal ShiyouUniverSity(Natur0Edition) V01．27No．5 文章编号：1673∞64X(2012)05-0047旬3 地面集输系统油气水多相取样计量技术研究 梁法春1”，陈睛1，刘德绪2，龚金海2 (1．中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院，山东青岛266555； 2．中原石油勘探局勘察设计研究院，河南濮阳457001) 摘要：传统的油气计量分离器存在体积大、精度低等缺点，已很难适应当前高含水期生产需要．提出 了通过管壁取样测量油气水三相流流量的新方法．管壁四周均匀布置4个直径为2．5Ⅲm的圆形 取样孔，并在上游采用旋流叶片将来流整改成液膜厚度均匀分布的环状流型，以增强取样的代表 性．在管径为0．04m的多相流实验环道上开展了实验研究，结果表明：在实验范围内，取样比基本 不受主管气、液相流量波动的影响，能够在宽广的流动范围内维持恒定，液相分流系数稳定值为 0．05，液相流量平均误差为2．8％，气相流量平均误差为4．2％．该装置特点是体积小、成本低、计量 稳定．其成功应用有望撤销计量站，实现集输工艺流程的简化优化，降低油田高含水期运行成本． 关键词：多相流计量；取样元件；油气集输系统；高含水率阶段 中图分类号：TE866；0359文献标识码：A 油气计量方式落后、设备负荷率低、能耗高、集 油气水三相流动流型更加多样，流动特性更为复杂， 输系统适应性变差是导致高含水期集输系统能耗不 准确测量流量难度更大．鉴于此，本文提出了一种基 断攀升的重要原因．对现有集输系统进行简化、优化 于分流取样原理的高含水期油气水三相流量在线计 已成为高含水期油田地面集输系统建设、改造的主 量方法，并探讨其在工艺流程简化中的应用． 题和发展趋势¨。． 目前各油田多采用传统的分离计量方式旧一，采 1分流取样式多相流量计 用人工化验方法测量含水率．在高含水采油期，对于 气液比低的油井计量后的排液十分困难，入工取样 1．1分流取样多相计量原理 化验含水率劳动强度大，且测量精度易受人为因素 图1是分流取样油气水三相计量原理图．被测 影响．多相流计量方法和装置研究一直是关注的前 流体流经分配器时被分成两部分：一部分沿原通道 沿和热点，国外一些石油公司如F1uenta、Framo、继续向下游流动，称这部分流体为主流体，这一回路 为主流回路；另一部分两相流体则进入了分离器，称 Roxar、schlumberger、Agar等都相继投人巨资进行开 发研究旧…，现有多相计量方法根据是否分离以及 这部分流体为分流体，这一支路为分流体回路，分流 分离的程度基本可分为分离法、不分离法以及部分 体经分离器分离后，气体和液体分别采用气体流量 分离法，根据其采用的测量手段又可细分为射线法、 计和液体流量计测量，最后又重新与主流体汇合．主 差压法以及基于电学、声学和光学的测量方法 管路气相流量M。。和液相流量M儿根据它们与分流 等4引．当前多相流量计还主要针对气液两相流，而 体气液相流量的比例关系进行计算，即 收稿日期：2叭1一12．29 基金项目：国家自然科学基金“音速喷嘴中气液两相流临界分配特性及相分离控制理论”(编号；教育部博士