CN109138979B

CN109138979B - 等流量分支路计量油气水井产量的方法和计量设备

Info

Publication number: CN109138979B
Application number: CN201811252478.8A
Authority: CN
Inventors: 吴运刚; 张太斌; 王梅; 李广; 卢云霄; 孙经光; 黄建生; 范玉斌; 王宏义; 卢继锋
Original assignee: Sinopec Oilfield Service Corp; Sinopec Shengli Petroleum Engineering Corp; Downhole Operation Co Sinopec of Shengli Petroleum Engineering Corp
Current assignee: Sinopec Oilfield Service Corp; Sinopec Shengli Petroleum Engineering Corp; Downhole Operation Co Sinopec of Shengli Petroleum Engineering Corp
Priority date: 2018-10-25
Filing date: 2018-10-25
Publication date: 2023-06-20
Anticipated expiration: 2038-10-25
Also published as: CN109138979A

Abstract

本发明是等流量分支路计量油气水井产量的方法和计量设备，尤其适用于油田的试油井，可使用小量程的计量装置测量产量。等流量分支路计量油气水井产量的方法是将井内产出流体流经管路分成两条或两条以上的分支计量管路，在各个分支计量管路上安装相同规格的节流器，只在其中一条分支计量管路中安装计量装置。计量设备包括计量装置，在输入管线与输出管线之间至少装有两条分支计量管路，每条分支计量管路中均装有节流器；压力总表安装在输入管线的进口一端，计量装置通过管线连接在其中一条分支计量管路中、位于节流器与输出管线之间；输入管线的进口与油气水井的产出管线连接，输出管线的出口与井口的输出管线连接。

Description

等流量分支路计量油气水井产量的方法和计量设备

技术领域

本发明涉及石油工业油气水井产出流体的计量方法和计量设备，特别是等流量分支路计量油气水井产量的方法和计量设备，尤其适用于试油井，可使用小量程的计量装置测量产量。

背景技术

油气勘探中探井产出流体产量的计量是一项至关重要的工作，关系到区块储量和储层参数的计算。目前油田的集油站已经开始大量应用在线处理计量装置，采用将所有产出流体通过计量仪表或在线计量装置计量的方式来获得产量。这种方式容易受到在线计量装置和计量仪表量程范围的限制，当产量高时往往需要增加仪表或增大在线计量装置的量程。而对于产量液性、油气水比例千变万化的试油井以及刚实施增产措施的井以及产量、含水等指标变化幅度较大井，采用目前的方式也是难以做到一套设备解决所有井况的计量问题。为了避免配套安装计量设备的盲目性、降低生产成本，在试油井上一般采取用简易放喷和试放喷流程，经证实能够自喷后，再铺设能够满足计量要求的流程、配套安装相应的计量装置，其工作的时效性差。现有的简易放喷和试放喷流程仅仅是从井口安装油嘴，经管线接入到计量池内计量产液量，产气量也只是凭经验估计不能取得。按照现有计量方法，要想解决好试油井产量的计量问题，需要做大量的设备系列化配套，这样做投资成本高，还要涉及到相关压力容器的管理问题，设备管理运行难度大，不利于推广和应用。比如目前试油井使用多功能罐计量产量，其量油精度低，对产量低的井短时间看不出产量的变化。有的试油井采用是三相分离计量装置，随着产量增大，需要的设备也随之变得体积庞大,投资成本也随之增加，而且会涉及压力容器的使用管理等问题。

上述问题增加了油井和试油井的生产成本和管理难度，需要解决。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供等流量分支路计量油气水井产量的方法和计量设备，降低油井和试油井配套流程和计量装置的资金投入，降低生产成本和管理难度。

本发明的技术方案是：

等流量分支路计量油气水井产量的方法，是将井内产出流体流经管路分成两条或两条以上的分支计量管路，在各个分支计量管路上安装相同规格的节流器，只在其中一条分支计量管路中安装计量装置，使流体在流经节流器的节流嘴时以高于或等于临界状态的流速流入各分支计量管路，测出安装了计量装置的分支计量管路的流体流量，再用该流量值乘以分支计量管路的数量，得出总流量。

使用等流量分支路计量油气水井产量的方法的计量设备包括计量装置，在输入管线与输出管线之间至少装有两条分支计量管路，每条分支计量管路中均装有节流器；压力总表安装在输入管线的进口一端，计量装置通过管线连接在其中一条分支计量管路中、位于节流器与输出管线之间；输入管线的进口与油气水井的产出管线连接，输出管线的出口与井口的输出管线连接。

所述计量设备的使用方法，是：A、确定动用的分支计量管路的数量；B、调整动用分支计量管路中的节流嘴，使动用分支计量管路中的节流嘴的孔径和长度完全相同并使其能够适应应用井的产量；C、对输出管线下游的阀门进行节流调节，使各条分支计量管路中流体流过节流嘴的流速均高于或等于临界流速或压力波传播速度；D、全开输出管线下游的阀门；E、计量安装了计量装置的那条分支计量管路的流量，再用该条安装了计量装置的分支计量管路得出的流量乘以动用的分支计量管路的数量，计算出该井的产量。

与现有油井和试油井产量的计量方法和计量设备相比，本发明的显著使用效果是：本发明将井内产出流体分成2条或2条以上的分支计量管路，比如两条、三条、四条、五条等等，各分支计量管路始终安装相同规格的节流器，其中节流嘴的孔径、长度和加工参数完全相同，通过调整节流嘴的孔径大小或动用的分支计量管路的数量，使液体以高于或等于临界状态的流速流经动用的分支计量管路中的节流嘴。因此只对其中一条分支计量管路安装流量仪表或在线计量装置进行流量测量，然后用测得的该分支计量管路的流量乘以动用的分支计量管路的数量便可得出总的流量，进而得知应用井的产量，达到以较低的计量成本，实现广泛计量的目的。

使用本发明能够及时落实井的产量，量程范围宽广，对于产量难以预估的试油、试气井或增产措施后的油气水井，再配套安装在线计量装置时，可以做到一步到位。本发明中使用的计量装置因不需要太大的流量，所以体积较小，有效避免了使用压力容器计量容易造成的问题，从而提高了生产的安全性，降低了管理成本和难度，而且其安装使用也变得简单方便。本发明能够显著降低劳动和运输成本、缩短试油计量周期，具有显著的经济效益和社会效益以及很好的使用效果和应用价值。

附图说明

图1是本发明中计量装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图详述本发明，并非限制本发明的保护范围，凡使用本发明的设计思路得出的改进均属于本发明的保护范畴。

参见图1，等流量分支路计量油气水井产量的方法，是将井内产出流体流经管路分成两条或两条以上的分支计量管路，在各个分支计量管路上安装相同规格的节流器，只在其中一条分支计量管路中安装计量装置5，使流体在流经节流器的节流嘴时以高于或等于临界状态的流速流入各分支计量管路，测出安装了计量装置5的分支计量管路的流体流量，再用该流量值乘以分支计量管路的数量，得出总流量。为了得知流入各条分支计量管路节流嘴处的流体流速是否达到或超过临界状态的流速，可以通过节流嘴下游压力与上游压力的比值进行计算确定或对输出管线的下游阀门进行节流调节，引起下游压力变化时是否也会引起节流嘴上游压力的变化来判断。达到或超过临界状态的流速时，各节流嘴下游的压力变化将不再对通过节流嘴的流量产生影响，即各分支计量管路中的节流嘴的流量相同。

节流嘴的计算公式：

Q—液体量

d—节流嘴孔径

P—上游压力

R—雷诺数

雷诺数是由流体流速，节流嘴孔径、流体的粘度、流体的密度决定的参数。

按照上述公式，临界状态下，流过节流嘴的流量，只与节流嘴的上游压力和节流嘴的形状尺寸有关，与节流嘴的下游压力无关。因此现场只需要判断流经节流嘴的流量是否达到临界状态，确保各节流嘴的孔径一致，确认好流体经节流嘴的分支计量管路的数量，然后只对其中一条分支计量管路测量流量，就可以用分支计量管路流量乘以分支计量管路的数量的方法，得出总的流量从而得到井的产量。

使用等流量分支路计量油气水井产量的方法的计量设备包括计量装置5，在输入管线与输出管线之间至少装有两条分支计量管路，每条分支计量管路中均装有节流器；压力总表6安装在输入管线的进口一端，计量装置5通过管线连接在其中一条分支计量管路中、位于节流器与输出管线之间；输入管线的进口与油气水井的产出管线连接，输出管线的出口与井口的输出管线连接。

所述输入管线的末端装有丝堵、阀门或节流器，输出管线的非输出端装有丝堵、阀门或节流器。

所述每条分支计量管路中还装有分流阀门、分流压力表和分后阀门，每条分支计量管路中的分流阀门、节流器、分流压力表和分后阀门均通过管线依次连接在输入管线与输出管线之间。

所述分流阀门包括分流阀门一1、分流阀门二7和分流阀门三11；每条分支计量管路中装有一个节流器，每条分支计量管路中节流器的节流嘴的孔径、长度完全相同，前述的节流嘴包括节流嘴一2，节流嘴二8和节流嘴三12；分流压力表包括分流压力表一3、分流压力表二9和分流压力表三13；分后阀门包括分后阀门一4、分后阀门二10和分后阀门三14。

所述计量装置5是流量仪表或在线计量装置，如电磁流量计、质量流量计、天津瑞吉德科技有限公司生产的 MPM-S型多相流量计，其液量 2～100m³/d、天然气 0～1500m³/d或山东方锐智能科技有限责任公司生产的称重量油装置等配合使用。本发明方法中使用的计量装置5体积小、管理方便，不属于压力容器。

通过计量设备计算产量的使用方法，是：A、确定动用的分支计量管路的数量；因为本计量设备中可以安装多条分支计量管路，根据油气水井或试油井的产能，可以只动用其中的几条，其它末动用的分支计量管路，只要关闭分流阀门即可，也可以直接将其中节流器的节流嘴改装为封死的节流嘴；B、调整动用分支计量管路中的节流嘴，使动用分支计量管路中的节流嘴的孔径和长度完全相同并使其能够适应应用井的产量，如果动用了三条分支计量管路，其节流嘴分别是节流嘴一2、节流嘴二8和节流嘴三12；C、对输出管线下游的阀门进行节流调节，使各条分支计量管路中流体流过节流嘴的流速均高于或等于临界流速或压力波传播速度；进行节流调节时，使节流嘴下游压力发生变化，同时观察节流嘴上游压力是否随着变化。若不随着变化，则说明节流状态已经达到临界流动状态。如果节流嘴上游的压力因为下游压力变化而变化，则减少动用分支计量管路的数量或缩小各分支计量管路上节流嘴的孔径，直到节流嘴上游压力不再因下游压力小幅度的变化而变化；则可确定为流经每个节流嘴的流体流速达到或超过临界状态的流速；D、全开输出管线下游的阀门；E、计量安装了计量装置5的那条分支计量管路的流量，再用该条安装了计量装置5的分支计量管路得出的流量乘以动用的分支计量管路的数量，计算出该井的产量。

上面叙述的实施例仅仅为典型实施例，但本发明不仅限于这些实施例，本领域的技术人员可以在不偏离本发明的精神和启示下做出修改。本文所公开的方案可能存在很多变更、组合和修改，且都在本发明的范围内，因此，保护范围不仅限于上文的说明。

Claims

1.等流量分支路计量油气水井产量的计量设备的使用方法，其特征是：所述计量设备，包括计量装置，在输入管线与输出管线之间至少装有两条分支计量管路，每条分支计量管路中均装有节流器；压力总表安装在输入管线的进口一端，计量装置通过管线连接在其中一条分支计量管路中、位于节流器与输出管线之间；输入管线的进口与油气水井的产出管线连接，输出管线的出口与井口的输出管线连接；将井内产出流体流经管路分成两条或两条以上的分支计量管路，在各个分支计量管路上安装相同规格的节流器，只在其中一条分支计量管路中安装计量装置，使流体在流经节流器的节流嘴时以高于或等于临界状态的流速流入各分支计量管路，测出安装了计量装置的分支计量管路的流体流量，再用该流量乘以分支计量管路的数量，得出总流量；所述使用方法包括如下步骤：A、确定动用的分支计量管路的数量；B、调整动用分支计量管路中的节流嘴，使动用分支计量管路中的节流嘴的孔径和长度完全相同并使其能够适应应用井的产量；C、对输出管线下游的阀门进行节流调节，使各条分支计量管路中流体流过节流嘴的流速均高于或等于临界流速或压力波传播速度；D、全开输出管线下游的阀门；E、计量安装了计量装置的那条分支计量管路的流量，再用该条安装了计量装置的分支计量管路得出的流量乘以动用的分支计量管路的数量，计算出该井的产量。

2.如权利要求1所述等流量分支路计量油气水井产量的计量设备的使用方法，其特征是：所述输入管线的末端装有丝堵、阀门或节流器，输出管线的非输出装有丝堵、阀门或节流器。

3.如权利要求1所述等流量分支路计量油气水井产量的计量设备的使用方法，其特征是：所述每条分支计量管路中还装有分流阀门、分流压力表和分后阀门，每条分支计量管路中的分流阀门、节流器、分流压力表和分后阀门均通过管线依次连接在输入管线与输出管线之间。

4.如权利要求3所述等流量分支路计量油气水井产量的计量设备的使用方法，其特征是：所述分流阀门是分别安装于每条分支计量管路中的分流阀门一、分流阀门二和分流阀门三；每条分支计量管路中装有一个节流器，安装在所述每条分支计量管路中节流器的节流嘴的孔径、长度完全相同，前述的节流嘴是分别安装于每条分支计量管路中节流器的节流嘴一，节流嘴二和节流嘴三；分流压力表是分别安装于每条分支计量管路中的分流压力表一、分流压力表二和分流压力表三；分后阀门是分别安装于每条分支计量管路中的分后阀门一、分后阀门二和分后阀门三。

5.如权利要求1所述等流量分支路计量油气水井产量的计量设备的使用方法，其特征是：所述计量装置是流量仪表或在线计量装置。