油田注水井口流量计在线检定

注水驱油技术是油田中后期的重要采油手段。注水量是表征油井动态变化和评价油层生产特性的重要参数，因此，对井口流量计进行定期检定保证其准确性具有重要意义。流量计检定实验室的检定是一项成熟技术，但需要到现场拆、装流量计。这种检定方式工作量大，且经 常因腐蚀后的泄漏问题导致更换新设备。因此，针对在线检定流量计的方法进行了研究，提出了一种闭循环式井口流量计在线检定方法，在配水间过滤器内安装插入式标准流量计，实现该配水间内所有井口流量计的在线检定，并在长庆油田采油厂进行了试验。试验结果表明，采用这种检定方法可实现对井口流量计的在线检定，无需拆卸流量计，可一次检定多个并联的流量计，检定准确度高，重复误差在 3%以内。

目前,我国原油超过80%的产量来自注水开发油田,世界范围内油田日注水量可以达到数千万立方米,注水是油田采油的重要工艺。油田注水需要用流量控制仪控制注水量,以保证出油质量。单井注水量应当准确,以减少误注,提高注水的有效性。

流量计由于腐蚀、结垢和老化等问题,计量结果会变得不准确,甚至失去计量性能,必须定期检定。而随着油田开发的不断发展,污水已成为油田注入水的主要来源,恶劣的水质影响了流量计的准确计量。无论是转子式流量计还是涡街式流量计,注水流程中携带的杂质都会对过流部件造成磨损、腐蚀,在流道形成污垢,甚至堵塞管道,造成流量计计量不准确,甚至有些新的注水工艺是专门为缓解堵塞问题而开发的。因此,流量计的检定是至关重要的。有学者建议将流量计的检定时间从半年检定一次改为半年检定1.83次。

传统的检定办法是停注后将配水间的流量计拆卸,运送至检定实验室进行检定,然后返场安装。因注水压力高(20 MPa)和腐蚀问题,常发生检定后的流量计因漏水而无法装回的问题。另外,实际注水流程中,总含有油污等杂质，检定实验室中的水质与现场水质差异较大，也会引起检定结果偏离实际的情况，引起检定误差。

针对上述问题，对流量计在线检定的方法进行了研究，提出了一种井口流量计的在线检定方法,试验结果表明，这种检定方法操作简单、检定结果准确。

1.在线检定流程

注水井的井口流量计一般配置在井场的配水间内。油田注水系统水源经注水站进行水质处理后通过增压泵增压再泵入注水干线，注水干线各支线连接至配水间，配水间通过分水管线将支线高压水分流到所辖各注水井，由配水间中的流量计完成各注水井注水量的控制 （图 1）。

图 1 中，支线供水进入配水间经过阀门 1 后，通过角接式过滤器，然后分配给各个注水井。在支线管道上装有压力表 1 和放空阀 1。流程水进入注水井管后，通过阀门 2，进入由流量计和调节阀组

成的流量控制仪 （紊流配水装置），而后通向注水井口阀组。在流量控制仪之后一般都设有压力表 2和放空阀 2。

在现场，还有一种不拆卸流量计的开环式在线检定方法。如图 2 所示，在注水井管线上的流量控制仪之后的放空阀 2 或压力表 2 位置，接标准流量计

2。实际工程中，也常用“水桶”代替流量计，采用称重法测量流量。

采用这种开环式在线检定方法时，需将井口的阀组阀门关闭，将注水管线上的阀门 2 关闭，再安装 标 准 流 量 计 2。 随 后 ， 打 开 阀 门 2， 开 始 检 定 。

采用这种检定方法，存在污染环境的问题，即检定过程中从标准流量计 2 流出的流程水需要排放。

实践表明，这种检定方法无法避免泄漏引起的误差。由于流程水有腐蚀作用，以及污垢的存在，注水管线上阀门泄漏可能性是比较大的。当井口阀组发生泄漏时，泄漏引起的误差就不可避免了。首先 ， 关 闭 井 口 阀 组 和 阀 门 2， 安 装 标 准 流 量 计 2时，若发现有泄漏，难以判断是阀组造成的泄漏还是 阀 门 2 造 成 的 泄 漏 。 其 次 ， 若 井 口 阀 组 存 在 泄漏，则在测量过程中，井底和注水管线之间的压力差可能导致井底返流或泄漏。尽管井口阀组设有单向阀，但根据油田现场的操作经验，因结垢、腐蚀问题的存在，单向阀的泄漏在投产一年以上的注水井中非常普遍。设注水井的井底压力为 p1 ，流量控 制 仪 之 后 井 口 阀 组 前 的 注 水 管 线 内 的 压 力 为p2 。当 p1 > p2 时，井底就会返流，造成标准流量计的流量增加；当 p1 < p2 时，流程水会泄漏至井底,造成标准流量计的流量减小。

综上所述，井口流量计在线检定方案的基本要求应包括：保证被测表与标准表串联，确保通过被测表的流量与通过标准表的流量相等；在线检定过程中，应确保不产生污染；多表并联时应当保证每个表的检定结果准确、可信。在线检定可以保证被测表处于实际工况中，确保检定结果准确。

根据前述基本要求，提出一种基于插入式流量计的井口流量计在线检定方法。配水间内装有角接式过滤器。拆除过滤器滤芯后，将插入式流量计装入过滤器，进入配水间的流程水全部通过标准流量计后从出口流向注水井。

采用该检定方法，可以将标准流量计和被测流量计串联，检定过程中，无需停注，无污水排放。当配水间向多个注水井配水时，只需拆装一次过滤器即可完成多个流量计的检定。

2.检定模型

2.1直接检定法

2.2 稳流增量检定法

若配水间为多井注水，通过关闭非待测流量计前的阀门，可以使配水间处于待测表所在的单井注水工况。当被关闭的这些阀门不存在泄漏时，可以采用直接检定法对待测表检定。然而，在实际工况中发现，经常有阀门存在泄漏的情况，一旦发生泄漏需要准确甄别泄漏阀门，并将该注水井线路上井口的阀门关闭才能确保该注水线路不泄漏，而继续采用直接检定法检定。在一些井场，上述操作还不能保证管线不发生泄漏。为此，本项目初期提出采用增量法进行多井并联的工况测量。

采用稳流增量检定法时，除待测表外，其余注水管线上流量计前的阀门均关闭。对第 i 次测量，设待测表的实际流量为 Qti ，与待测表并联的其余流量计的泄漏流量为 Q ，则标准表的测得流量 Q