这里结合现场应用的实际情况,主要探讨了质量流量计在油田油水计量中应用问题。在分析科氏力质量流量计概述的基础上,重点探讨了油田油水计量中存在的问题,并在此基础上,分析了质量流量计在油田油水计量中关键技术的解决,希望对于今后的油田油水计量发展具有一定帮助。
在油田开发生产中,油田计量工作具有非常重要的地位,一般来说,主要就是进行油田开采情况的较为准确的反映,计量结果能够直接影响到油田后续的开发情况,所以,应该予以充分重视,这里将质量流量计应用在单井计量重,具有明显的优势,通过充分利用质量流量计的优点,能够实现单井的油水计量的准确化,满足精度、测量量程以及可靠性方面的要求,还能准确得到流体的密度,经过实践检验能够满足油田计量的要求。
1.科氏力质量流量计概述
对于科氏力质量流量计来说,主要是利用科里奥利力原理,能够有效对于封闭管道内流体质量流量进行准确直接测量一种测量仪表。其工作原理也是科里奥利力原理,就是根据流体在封闭管道内的流动特点,即保持直线运动也处于旋转运动中,则会产生正比于质量流量的科氏力,根据此所制造相应的计量仪表。
其优点主要包括以下几个方面:一是,具有比较高的量程,一般情况能够达到20:1到50:1的范围内,部分仪表量程能够在100:1以上;二是,能够有效进行流量的直接测量,具有较高的计量准确性,以及较好的稳定程度;三是,能够使用范围比较广的介质,适用于脏污天然气的计量工作;四是,能够有效进行相应的维护和清洁工作,保证使用寿命的进一步增加;五是,尤其适用于进行贸易交接计量的过程控制情况下。
其缺陷主要包括以下几个方面:一是,具有较弱的抗干扰能力,需要进行固定安装;二是,只能进行密度较高的天然气的测量工作;三是,具有较大的重量和体积,并具有较大的压力损失;四是,仅适用于测量小管径流量;五是,具有比较昂贵的价格。
采油厂采用质量流量计分队计量,经过多年努力和实际运行,到目前为止我厂所采用的 Rosemount和 Yokogawa质量流量计均使用正常,精度在±0.1%以内,满足了生产要求,同时也积累了使用质量流量量计的一些经验。
2.油田油水计量中存在的问题分析与思考
(1)安装应力及外界振动的影响
在进行传感器的安装中,应该重视各方面的问题,考虑到如果不能实现“零应力”安装的影响,这种情况下,就会造成正常的振动收到影响,造成测量出现一定的误差。考虑到质量流量计的敏感管的实际情况,由于存在外界振动的影响,就会出现起仪表的零点位置的不准确性,这样就会使得流量测量误差不可避免的存在。另外,考虑到实际工况中的谐振频率方面的影响,也容易出现密度测量误差。
(2)常数引入误差对含水比计算的影响
混合液密度的测量误差相关内容可以参考相关的文献资料进行分析,这方面的研究内容也比较多,可以借鉴已有的方法和经验,这里就不再进行赘述。结合实际的测量工况要求,在同一区块的不同油井重,可能用同样的方法进行测量也存在一定的误差,考虑到分别的矿化水、纯油的密度都存在一定差异性,所以,应该进行必要的修正。一般来说,在进行计量前,主要利用计算机进行事先的储存相关数据资
料,包括纯水、纯油的密度。在进行纯油密度的思考重,还应该重点从“死油”密度和“活油”密度两个角度进行误差方面的考虑。其中,所谓的“活油”密度,则是包括在分离器过程中的,给定的工况要求的温度、压力下的溶解气饱和密度;而对于“死油”密度来说,也即是常温常压的情况下。这点在不同的油井情况下,呈现出明显的差异化。
(3)混合液中携带的游离气对测量的影响
结合实际,不同的油井工况下,其产出液具有很大的差异性,对于分离器来说,往往不能有效进行游离气的分离处理。所以,如果这部分的游离气具有比较低的比例,则对于计量结果影响不大。反之,则会存在一定的较大影响,应该进行一定的修正处理。
3.质量流量计在油田油水计量中关键技术的解决
3.1在油田油水计量中谐振频率的自调整技术
结合质量流量计的特点,以及油田生产的工况要求,应该保证在计量过程中,应该满足其符合谐振状态的要求。应该在各种工况下,为了保证质量流量计的正常工作,都符合谐振状态。根据上述情况,一般都是将高精度数字调频技术应用其中,利用先进的数字控制技术,能够满足仪器的输出与激励信号之间的相位差进行及时处理,并能反馈发哦 CPU中,以满足实现激励频率的控制与调整,满足符合正常工作要求的相位差情况。同时,结合调控谐振,能够满足实现油井工作状态下的密度、流量的准确测量的要求,同时,并能进一步结合需求进行密度测量范围的拓展,提升的适用性。
3.2在油田油水计量中采用原理提高信号检测准确度
质量流量计对流量的检测准确度主要取决于准确地测量传感器输出电压信号的相位差。同时还要受到外界机械振动和流体水力学噪声的干扰。为了能有效了滤除各种噪声,对有用信号实现高精度检测,我们采用了相关检测技术,也就是参考信号与输入信号选用同一信号源,实现相位跟踪锁定,使电路能从混杂的输入信号中提取频率为振动频率的有用分量,有效地抑制干扰噪声,提高了信噪比,以保证最佳的传递特性。
3.3在油田油水计量中对温度变化的影响进行有效补偿
由于流量计对哥氏力的测量准确度直接与敏感管材料的弹性稳定性有关,而材料的弹性系数则受温度变化的影响。为了提高质量流量计的计量准确度,首先从理论上进行分析,找出了温度对测量质量流量和密度的影响曲线,再利用装在敏感管附近的温度敏感元件所感测的温度变化值,由计算机予以补偿。