CN102080531A - 一种油井产量计量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种油井产量计量方法，其首先确定校产压力Px、校产流量Sx值以及校产期间油井产量监控仪的含气读数S，并输入数据计算单元；根据S、Sx、Px计算原油气液比R；采集一定时段内的流量S′及压力P′值；数据传输单元将上述采集值发送至数据接收单元；数据接收单元将S′、P′值传送到数据计算单元；根据S′、P′、R计算采集时间段的液体流量V′；24小时内的V′累加的和为原油日产液量体积Vd；根据原油含水h、原油密度ρ和日产液量体积Vd、气液比R计算日产油量Yd、日产水量Wd、日产气量Qd。利用该方法实现了油井的连续计量。

Description

一种油井产量计量方法
背景技术
油井产量计量是油田生产管理中的一项重要工作，对油井产量进行准确、及时计量，对掌握油藏状况，制定生产方案，具有重要指导意义。目前国内各油田采用油井产量计量的方法主要还是采用分离器量油和翻斗计量等方法，也有采用量油车、软件量油和多相流量计计量等方式。但随着技术的进步，油田越来越需要功能更强、自动化程度更高的油井计量设备和方式以提高劳动生产率和油田管理水平。
下面介绍几种常见量油方式的应用现状：
1.分离器量油：是将每口油井的油、气、水分开或采用两相分离器将气、液相分开，然后分相计量。这种传统分离器测量方法通过间断性的进液排液计量产液量，计量方法不连续，低产井甚至几天才量一次，工作劳动强度大、过程繁琐，而且人为因素很大。
2.翻斗计量：是在计量罐中装两个小型翻斗，井口来液先进入其中一个翻斗，当翻斗内液体达到设定重量时翻斗翻转，然后来液进第二个翻斗，依次循环，翻斗每翻转一次记数器记一次数，实现单井产液计量。其优点是装置小、原理简单、操作方便。其缺点是气体直接放空不能计量，翻斗装置在北方油田冬季容易出现原油凝结现象。
3.单井计量车：此方式是采用小型重力沉降式油气分离器将井口原油分离成气、液两相，分别计量。单井计量车的优点是采用车载分离计量方式，应用灵活，适合于单井产量较低，油井分散、距离较远的油区使用。其缺点是适用的单井产量范围小，仍是不连续量油，产气量不计量或气路计量准确度较低。
4.软件量油目前多采用示功图法。示功图是通过示功仪记录抽油机每完成一次抽油过程(上冲程和下冲程)载荷的变化来反映了抽油泵抽吸油量的变化。示功图量油仍有很多局限性，如电泵井、螺杆泵井不能计量，载荷传感器容易发生偏移，对低产井及不规则功图软件很难判别。
5.流量计：流量计分为体积流量仪表和质量流量仪表两大类。体积流量仪表可以分为容积式和速度式两种。质量流量计指检测仪表的输出信号直接反映质量流量，主要检测仪表有科里奥利质量流量计、热式质量流量计等。
容积式流量计的主要优点是作为总量仪表准确性高，适应高粘度流体测量，粘度提高可以减少计量室漏失，多用于总量交接或贸易计量。主要缺点是机械结构复杂、庞大笨重，固体颗粒杂质容易造成流量计卡堵。油井流量计量的特点是多相混合介质、介质含率变化较大、井口还含有泥沙等杂质，所以容积式流量计早已被多数专家认为不适应用于油井流量计量。
速度式流量计主要有差压式流量计(如孔板、喷嘴、文丘里管、弯管等)、涡轮流量计、涡街流量计、电磁流量计、超声流量计、相关流量计等。
差压式流量计主要优点是结构简单牢固、便于制造、工作可靠、使用寿命长。其主要缺点是测量范围度窄，安装条件要求高，压损较大，引压部分是仪表的薄弱环节。故其发展方向是解决上述不足，开发线性节流装置提高测量范围度、降低节流件压力损失，节流装置与流动调整器配合使用减少直管段长度，把节流装置和取压装置做成一体，加上智能计算显示二次表，形成智能型差压流量计，从而省去引压管，改善动态特性，方便安装使用。
涡轮流量计主要优点是测量准确度等级可达0.5级以上；可测的最小流量较小，反应迅速；线性区间较大，量程比一般可达到10∶1。涡轮流量计的主要缺点是测量多相介质时各相含率动态变化物性变化影响计量准确性，安装要求高。
电磁流量计适用于测量导电单相液体或含有固体颗粒或纤维的液固二相流体，如纸浆、煤水浆、矿浆、泥浆和污水等。
科里奥利质量流量计可以直接测量流体质量，有很高的测量精确度，可测量流体范围广泛，包括高粘度液的各种液体、含有固形物的浆液、含有微量气体的液体、有足够密度的中高压气体。测量管的振动幅小，可视作非活动件，测量管路内无阻碍件和活动件。对应流速分布不敏感，因而无上下游直管段要求。又因流体密度会影响测量管的振动频率，而密度与频率有固定的关系，因此CMF也可测量流体密度，并由此可以计算出混合介质的分相含率。缺点是压损大、成本高。
通过对流量计的分析可见，在油井产量计量方面，还没有一种完全适合于油井计量的流量计，无论何种流量计都会受原油这种复杂液体或含气、或含砂及其它杂质、或安装方式、或流体粘度、或结蜡等因素的影响，大大限制了流量计的使用范围。
发明内容
本发明人综合考虑：任何一种对油井产量的计量方式都允许有一定的误差，国家规定的标准为±10％，有的油田甚至自己规定允许±20％。综合考虑原油的复杂特性以及现场多次试验的结果，容积式流量计经改造其缺点后应更适合于原油的计量，因为气体和原油粘度对它几乎不受影响，只是要克服砂或其它杂质有可能造成的对流量计的卡堵现象，以及用适当的方法来解决影响误差的因素，并设法将混相的体积计量转化成分相计量，即可达到油田单井计量的目的。
油井单井的产量计量完全可以由初次计量(或相对计量)和校正计量两次来完成。初次计量为油井的混气计量，即流量计显示的混相总体积，如果此时用分离器或示功图等简易方法来校对的实际产量，则流量计显示体积与实际产量存在一定的比例，此比例主要受油井油气比的影响，由于对某一油井来讲，它在很长一段时间内都是相当稳定的，因此只要靠校正计量软件来输入某些校正系数，则可很方便地将流量计计量的混相体积转化成油井的实际产量。
对于含气量较大的油井在初次计量时会受压力的影响较大，因此对此类井站可安装压力传感器，将压力数据自动输送到计算程序，然后进行压力校正，使所得油井产量值仍然是实际产量值。
校正计量的方式可因井而异，以示功图法、量油车计量最为简便易行，同时推荐分离器校正或其它更方便方式均可。
本方法就是通过应用适应范围更广的容积式流量计，并增加其它参数如压力、温度的采集，实现实时数据传输处理，而且不需要气液分离的方式来实现油井的连续计量，它同时具备了仪表化、高精度、迅速化和自动化的特点，代表了油井计量的发展方向。而且它可大量节省劳动力以及对区块产量的监控功能和强大的防盗油功能可给油田带来巨大的经济效益。
本发明的油井产量计量方法包括：
A)确定校产时的压力Px、校产时的液体流量Sx值以及校产期间油井产量监控仪的含气读数S，并输入数据计算单元；
B)根据S、Sx、Px计算出原油的气液比R；
C)实时采集一定时段内的流量S′及压力P′值；
D)数据传输单元将上述采集值发送至数据接收单元；
E)数据接收单元将S′、P′值传送到数据计算单元；
F)根据S′、P′、R计算采集时间段的液体流量V′；
G)24小时内的V′累加的和为原油日产液量Vd；
H)根据原油含水h、原油密度ρ和日产液量Vd、气液比R计算日产油量Yd、日产水量Wd、日产气量Qd。
其中数据采集单元采集的数据S′以及P′值，是通过改进后的容积式流量计，即油井产量监控仪来采集完成的。油井产量监控仪将S′以及P′值通过传输单元连续不断地传送给计算单元。
步聚A的Sx值是利用量油分离器或量油车等方法测得；Px值为校产时油井产量监控仪采集的压力。
气液比计算公式和过程如下：
R = 10 ( S - S x ) P x S x
其中，
R-气液比：在标准压力下油井产1立方油水混合液时伴生气体的体积数；
S-校产期间油井产量监控仪的含气读数，单位为立方米；
Sx-校产时油水混液的体积读数(除气)，单位为立方米；
Px-校产时的压力。单位：MPa。
重量模式校产公式如下：
S x = G x h + G x ( 1 - h ) ρ
其中，
Gx-校产期间原油产量，单位为吨；
h-原油含水；
ρ-原油密度。
产液量计算公式如下：
V ′ = 10 S ′ P ′ 10 P ′ + R
其中，
V′-采集区间内油井产液量，单位为立方米
S′-采集区间内油井产量监控仪的含气读数，单位为立方米
P′-采集区间内油井产量监控仪采集的压力，单位为MPa
24小时内的V′累加的和Vd为日产液量。
日产油量计算公式：
Y d = V d ρ ( 1 - h ) 1 - h + hρ
日产水量计算公式：
W d = V d ρ - Y d ρ
日产气量计算公式：
Qd＝RVd
其中，
Yd-日产油量，单位为吨；
Wd-日产水量，单位为吨；
Qd-日产气量，单位为方
Vd-原油日产液量，单位为立方米
数据传输单元通过无线上网模块将油井产量监控仪数据实时发送至中心服务器的数据库中，并具备数据备份存储功能，在中心服务器维护或网络故障时，自动保存数据，等服务器正常后自动上传缺失数据，以保证数据的连续完整。
数据接收单元将数据传输模块传回的数据实时入库，接收单元将入库数据传送到数据计算单元，通过校正计算得到油井的实时产液量。
附图说明
图1为本发明油井产量计量系统结构图。
具体实施方式
步骤101，数据采集单元采集实时流量S′、实时压力P′值；步骤102，数据接收单元接收S′、P′值；步骤103，数据接收单元将接收到的S′、P′值传送到数据计算单元；步骤104，将校产压力Px以及校产流量Sx值输入数据计算单元，根据气液比公式计算原油气液比R；根据产液量计算公式计算单位采集时间段内的液体流量V′；累加24小时内的V′计算出日产液量Vd；将原油含水h、原油密度ρ输入数据计算单元，计算日产油量Yd、日产水量Wd、日产气量Qd。步骤105，数据显示单元实时显示V′的动态变化，可判断分析油井的产液状况。在油井液量超出所设定的范围时，可自动发出报警提示或发出手机短信通知相关人员。还可生成油井产量日报表，供资料人员或分析人员查询。
实施例1
校产求气液比：
  井号   校产时间   校产方式   校产压力   校产液量   监控流量   气液比
  夏52-409   200910090930   分离器   0.68   1.183   1.436   1.454
定采集间隔为1小时：
  采集时间   压力   温度   监控流量   生产液量   报警信息   气液比
  200910100800   0.71   未采集   1.421   1.179   正常   1.454
  200910100900   0.7   未采集   1.412   1.169   正常   1.454
  200910101000   0.69   未采集   1.416   1.170   正常   1.454
  200910101100   0.69   未采集   1.437   1.187   正常   1.454
  200910101200   0.7   未采集   1.438   1.191   正常   1.454
  200910101300   0.68   未采集   1.439   1.186   正常   1.454
  200910101400   0.68   未采集   1.432   1.180   正常   1.454
  200910101500   0.69   未采集   1.439   1.189   正常   1.454
  200910101600   0.69   未采集   1.44   1.189   正常   1.454
  200910101700   0.68   未采集   1.419   1.169   正常   1.454
  200910101800   0.69   未采集   1.432   1.183   正常   1.454
  200910101900   0.69   未采集   1.426   1.178   正常   1.454
  200910102000   0.7   未采集   1.444   1.196   正常   1.454
  200910102100   0.7   未采集   1.425   1.180   正常   1.454
  200910102200   0.7   未采集   1.431   1.185   正常   1.454
  200910102300   0.71   未采集   1.418   1.177   正常   1.454
  200910110000   0.71   未采集   1.418   1.177   正常   1.454
  200910110100   0.7   未采集   1.417   1.173   正常   1.454
  200910110200   0.71   未采集   1.496   1.242   正常   1.454
  200910110300   0.72   未采集   1.403   1.167   正常   1.454
  200910110400   0.72   未采集   1.392   1.158   正常   1.454
  200910110500   0.72   未采集   1.404   1.168   正常   1.454
  200910110600   0.71   未采集   1.407   1.168   正常   1.454
  200910110700   0.71   未采集   1.394   1.157   正常   1.454
计算根据本发明的方法计算结果如下面的日报表：
Figure B2009102255428D0000071
实施例2
校产求气液比：
  井号   校产时间   校产方式   校产压力   校产液量   监控流量   气液比
  盘40-91   200910110900   示功图   0.76   0.395   0.473   1.501
设定采集间隔为1小时：
  采集时间   压力   温度   监控流量   生产液量   报警信息   气液比
  200910120800   0.79   未采集   0.483   0.406   正常   1.501
  200910120900   0.78   未采集   0.479   0.402   正常   1.501
  200910121000   0.77   未采集   0.463   0.387   正常   1.501
  200910121100   0.77   未采集   0.495   0.414   正常   1.501
  200910121200   0.78   未采集   0.473   0.397   正常   1.501
  200910121300   0.78   未采集   0.469   0.393   正常   1.501
  200910121400   0.79   未采集   0.472   0.397   正常   1.501
  200910121500   0.77   未采集   0.453   0.379   正常   1.501
  200910121600   0.75   未采集   0.492   0.410   正常   1.501
  200910121700   0.75   未采集   0.471   0.392   正常   1.501
  200910121800   0.74   未采集   0.497   0.413   正常   1.501
  200910121900   0.75   未采集   0.509   0.424   正常   1.501
  200910122000   0.75   未采集   0.429   0.357   正常   1.501
  200910122100   0.76   未采集   0.482   0.403   正常   1.501
  200910122200   0.77   未采集   0.471   0.394   正常   1.501
  200910122300   0.78   未采集   0.469   0.393   正常   1.501
  200910130000   0.78   未采集   0.482   0.404   正常   1.501
  200910130100   0.78   未采集   0.469   0.393   正常   1.501
  200910130200   0.76   未采集   0.493   0.412   正常   1.501
  200910130300   0.77   未采集   0.472   0.395   正常   1.501
  200910130400   0.78   未采集   0.476   0.399   正常   1.501
  200910130500   0.79   未采集   0.481   0.404   正常   1.501
  200910130600   0.79   未采集   0.494   0.415   正常   1.501
  200910130700   0.79   未采集   0.487   0.409   正常   1.501
计算根据本发明的方法计算结果如下面的日报表：
Figure B2009102255428D0000081
实施例3
校产求气液比：
  井号   校产时间   校产方式   校产压力   校产液量   监控流量   气液比
  盘40-X991   200910110900   量油车   0.76   2.054   2.519   1.721
设定采集间隔为1小时：
  采集时间   压力   温度   监控流量   生产液量   报警信息   气液比
  200910120800   0.79   未采集   2.476   2.033   正常   1.721
  200910120900   0.78   未采集   2.538   2.079   正常   1.721
  200910121000   0.77   未采集   2.479   2.026   正常   1.721
  200910121100   0.77   未采集   2.653   2.168   正常   1.721
  200910121200   0.78   未采集   1.314   1.076   波动大   1.721
  200910121300   0.78   未采集   0   0.000   不出油   1.721
  200910121400   0.79   未采集   0   0.000   不出油   1.721
  200910121500   0.77   未采集   0.791   0.647   正常   1.721
  200910121600   0.75   未采集   2.694   2.191   正常   1.721
  200910121700   0.75   未采集   2.573   2.093   正常   1.721
  200910121800   0.74   未采集   2.476   2.009   正常   1.721
  200910121900   0.75   未采集   2.487   2.023   正常   1.721
  200910122000   0.75   未采集   2.564   2.085   正常   1.721
  200910122100   0.76   未采集   2.619   2.135   正常   1.721
  200910122200   0.77   未采集   2.498   2.042   正常   1.721
  200910122300   0.78   未采集   2.578   2.112   正常   1.721
  200910130000   0.78   未采集   2.567   2.103   正常   1.721
  200910130100   0.78   未采集   2.597   2.128   正常   1.721
  200910130200   0.76   未采集   2.483   2.025   正常   1.721
  200910130300   0.77   未采集   2.476   2.024   正常   1.721
  200910130400   0.78   未采集   2.359   1.933   正常   1.721
  200910130500   0.79   未采集   2.371   1.947   正常   1.721
  200910130600   0.79   未采集   2.406   1.976   正常   1.721
  200910130700   0.79   未采集   2.465   2.024   正常   1.721
计算根据本发明的方法计算结果如下面的日报表：
Figure B2009102255428D0000091

Claims (10)

1.油井产量计量方法，其包括：
A确定校产压力Px、校产流量Sx值以及校产期间油井产量监控仪的含气读数S，并输入数据计算单元；
B根据S、Sx、Px计算原油气液比R；
C采集一定时段内的流量S′及压力P′值；
D数据传输单元将上述采集值发送至数据接收单元；
E数据接收单元将S′、P′值传送到数据计算单元；
F根据S′、P′、R计算采集时间段的液体流量V′；
G 24小时内的V′累加的和为原油日产液量体积Vd；
H根据原油含水h、原油密度ρ和日产液量体积Vd、气液比R计算日产油量Yd、日产水量Wd、日产气量Qd。
2.如权利要求1所述的油井产量计量方法，其中Px、S、S′、P′的数据采集利用油井产量监控仪来实施。
3.如权利要求2所述的油井产量计量方法，其中所述的油井产量监控仪为容积式流量计。
4.如权利要求1所述的油井产量计量方法，其中步聚A的Sx值利用量油分离器或量油车等方法测得。
5.如权利要求1所述的油井产量计量方法，其中步聚A的Px值为校产时油井产量监控仪采集的压力。
6.如权利要求1所述的油井产量计量方法，其中步聚B的气液比R利用公式
Figure F2009102255428C0000011
算出。
7.如权利要求1所述的油井产量计量方法，其中步聚F的采集时间段的液体流量V′利用公式算出。
8.如权利要求1所述的油井产量计量方法，其中步聚H的日产油量Yd利用公式
Figure F2009102255428C0000021
算出。
9.如权利要求1所述的油井产量计量方法，其中步聚H的日产水量Wd利用公式算出。
10.如权利要求1所述的油井产量计量方法，其中步聚H的日产气量Qd利用公式Qd＝RVd算出。
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