CN112282731B - 一种单井或多井油气水三相计量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种单井或多井油气水三相计量方法，其通过三相计量装置进行计量，包括以下步骤：步骤10、油水混合物进入总入口管路，若进行气液分离计量，进入步骤20，若进行可分层油水混合物油含水取样测量，依次进入步骤30‑60和步骤70，若进行油水乳化不可分层油水混合物油含水取样测量，依次进入步骤30‑60和步骤80。本发明气液分离计量组件分离和计量方式简单，保证获取数据的准确性；油含水取样测量采用流体取样、气液分离、液相加热降黏、熔蜡、排气泡的方式对油水混合物进行处理，并通过流量和密度测量的方法获取油含水值；气液分离计量组件和取样油含水测量组件相互配合但又能独立工作，保证气液分离计量和油含水取样测量的准确度且互不干扰。

Description

一种单井或多井油气水三相计量方法

技术领域

本发明属于多相流计量领域，具体涉及一种单井或多井油气水三相计量方法。

背景技术

目前，国内老油田油井产量低，间歇出油，大部分应用的是多通选井阀，分离计量设备轮流计量各单井产量，气、液计量没问题，但单井油含水测量，由于各井流量小、油水分层、分离器内结存液量等，使得油含水测量非常复杂，一直采用人工取样，化验室检测，井口或计量站单井油含水测量成为长期困扰采油厂的难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题便是针对上述现有技术的不足，提供一种单井或多井油气水三相计量方法，油含水取样测量采用流体取样、气液分离、液相加热降黏、熔蜡、排气泡的方式对油水混合物进行处理，并通过流量和密度测量的方法获取油含水值，这种方式准确可靠。

本发明所采用的技术方案是：一种单井或多井油气水三相计量方法，其通过三相计量装置进行计量，所述的三相计量装置包括气液分离计量组件、取样油含水测量组件和流量计算机，所述气液分离计量组件包括气液分离器，所述气液分离器上设有与其内部连通的总入口管路，所述总入口管路远离气液分离器的一端设有总入口，所述气液分离器靠近顶部的位置设有与其内部连通的气相管路，所述气相管路上设有气体流量计和第一电动开关阀，所述气液分离器靠近底部的位置设有与其内部连通的液相管路，所述液相管路上设有液体流量计，所述气相管路和液相管路远离气液分离器的一端相互连通，所述气相管路和液相管路连通处设有总出口管路，所述总出口管路远离气相管路和液相管路一端设有总出口，所述取样油含水测量组件包括与总入口管路连通的取样管路，所述取样管路远离总入口管路的一端连接有分离储液管柱，所述分离储液管柱顶部设有液位计，所述分离储液管柱靠近顶部的位置设有其中一端与其内部连通且另一端与气相管路连通的导气管路，所述分离储液管柱侧面设有温度传感器和电加热器，所述分离储液管柱底部设有第二电动开关阀，所述第二电动开关阀远离分离储液管柱的一端通过油含水测量装置出口管路与总出口管路连通，所述的液体流量计、气体流量计、第一电动开关阀、液位计、温度传感器、第二电动开关阀和电加热器均与流量计算机电连接，所述总入口管路上设有电动三通阀，所述取样管路远离分离储液管柱的一端与电动三通阀连通，所述油含水测量装置出口管路上设有流量和密度测量仪，所述流量和密度测量仪出口处连接有倒U形管，所述电动三通阀和流量和密度测量仪均与流量计算机电连接，所述的计量方法包括以下步骤：

步骤10、油水混合物进入总入口管路，若进行气液分离计量，进入步骤20，若进行可分层油水混合物油含水取样测量，依次进入步骤30-60和步骤70，若进行油水乳化不可分层油水混合物油含水取样测量，依次进入步骤30-60和步骤80；

步骤20、流量计算机控制第一电动开关阀开启，控制第二电动开关阀关闭，同时控制电动三通阀连通总入口管路与气液分离器且关闭总入口管路与取样管路通道，气液混合流体进入气液分离器被分离为气相和液相，分离后的气相进入气相管路并由气体流量计计量，分离后的液相进入液相管路并由液体流量计计量，计量后的气相和液相在总出口管路汇合后至总出口排出；

步骤30、流量计算机控制电动三通阀连通总入口管路与气液分离器且关闭总入口管路与取样管路通道，控制第一电动开关阀关闭，同时控制第二电动开关阀打开，排空取样油含水测量组件，进入步骤40；

步骤40、流量计算机根据流量和密度测量仪所测得的密度判断取样油含水测量组件内油水混合物是否排空，若排空，流量计算机控制电动三通阀连通总入口管路与取样管路且关闭总入口管路与气液分离器通道，控制第一电动开关阀打开，同时控制第二电动开关阀关闭，气液混合流体进入分离储液管柱分离为气相和液相，分离后的气相经导气管路进入气相管路，液相流存分离储液管柱内，液位计测量留存于分离储液管柱内的液相的液位，进入步骤50；

步骤50、流量计算机设定液位值，当分离储液管柱内液位到达设定液位值时，流量计算机控制电动三通阀连通总入口管路与气液分离器且关闭总入口管路与取样管路通道，启动电加热器开始加热分离储液管柱内的液相，对液相进行预处理，温度传感器测得分离储液管柱内液相的温度，进入步骤60；

步骤60、根据原油介质物性，流量计算机设定加热液相温度值、静止等待时间值和保持设定温度时间值，当流量计算机控制电加热器加热到所设定的加热液相温度值且达到保持设定温度时间值时，电加热器停止加热，当达到静止等待时间值时，流量计算机控制第二电动开关阀打开，控制第一电动开关阀关闭，进入步骤70或步骤80；

步骤70、步骤50和步骤60中经过预处理的分离储液管柱内的液相分层且进入流量和密度测量仪，流量和密度测量仪测量流体中水的密度、瞬时流量和累积量以及流体中的原油的密度、瞬时流量和累积量，流量计算机计算出油含水百分比，流量计算机控制第二电动开关阀打开，控制第一电动开关阀关闭，排空取样油含水测量组件，当取样油含水测量组件排空后，测量结束；

步骤80、步骤50和步骤60中经过预处理的分离储液管柱内的液相无法分层且进入流量和密度测量仪，流量计算机根据液位计测得分离储液管柱内液位值计算出油水混合物体积，判断流量和密度测量仪内油水混合物是否充满，若充满，流量计算机控制第二电动开关阀关闭，流量和密度测量仪21测得油水混合物密度，流量计算机计算出油含水百分比，流量计算机控制第二电动开关阀打开，控制第一电动开关阀关闭，排空取样油含水测量组件，当取样油含水测量组件排空后，测量结束。

其中一个实施例中，所述的油含水测量装置出口管路上设有第三电动开关阀。

其中一个实施例中，所述的步骤50和步骤60中的预处理包括降低液相粘度、熔化液相内的蜡已和排出液相内的气泡。

其中一个实施例中，步骤80中，流量计算机计算出油含水百分比时，通过预先记录于流量计算机内的原油密度、水密度以及原油密度和水密度随温度变化的补偿公式对油含水百分比进行计算。

本发明的有益效果在于：

1、气液分离计量组件分离和计量方式简单，保证获取数据的准确性；

2、油含水取样测量采用流体取样、气液分离、液相加热降黏、熔蜡、排气泡的方式对油水混合物进行处理，并通过流量和密度测量的方法获取油含水值，这种方式准确可靠；

3、气液分离计量组件和取样油含水测量组件相互配合但又能独立工作，保证气液分离计量和油含水取样测量的准确度且互不干扰。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明气液分离计量组件结构示意图；

图3为本发明取样油含水测量组件结构示意图。

图中：1、总入口；2、气液分离器；3、液体流量计；4、气体流量计；5、第一电动开关阀；6、液位计；7、电动三通阀；8、温度传感器；9、第二电动开关阀；10、分离储液管柱；11、气相管路；12、液相管路；13、总出口管路；14、总出口；15、流量计算机；16、电加热器；17、总入口管路；18、取样管路；19、导气管路；20、油含水测量装置出口管路；21、流量和密度测量仪；22、倒U形管；23、第三电动开关阀。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1、图2和图3所示，一种单井或多井油气水三相计量方法，其通过三相计量装置进行计量，所述的三相计量装置包括气液分离计量组件、取样油含水测量组件和流量计算机15，所述气液分离计量组件包括气液分离器2，所述气液分离器2上设有与其内部连通的总入口管路17，所述总入口管路17远离气液分离器2的一端设有总入口1，所述气液分离器2靠近顶部的位置设有与其内部连通的气相管路11，所述气相管路11上设有气体流量计4和第一电动开关阀5，所述气液分离器2靠近底部的位置设有与其内部连通的液相管路12，所述液相管路12上设有液体流量计3，所述气相管路11和液相管路12远离气液分离器2的一端相互连通，所述气相管路11和液相管路12连通处设有总出口管路13，所述总出口管路13远离气相管路11和液相管路12一端设有总出口14，所述取样油含水测量组件包括与总入口管路17连通的取样管路18，所述取样管路18远离总入口管路17的一端连接有分离储液管柱10，所述分离储液管柱10顶部设有液位计6，所述分离储液管柱10靠近顶部的位置设有其中一端与其内部连通且另一端与气相管路11连通的导气管路19，所述分离储液管柱10侧面设有温度传感器8和电加热器16，所述分离储液管柱10底部设有第二电动开关阀9，所述第二电动开关阀9远离分离储液管柱10的一端通过油含水测量装置出口管路20与总出口管路13连通，所述的液体流量计3、气体流量计4、第一电动开关阀5、液位计6、温度传感器8、第二电动开关阀9和电加热器16均与流量计算机15电连接，所述总入口管路17上设有电动三通阀7，所述取样管路18远离分离储液管柱10的一端与电动三通阀7连通，所述油含水测量装置出口管路20上设有流量和密度测量仪21，所述流量和密度测量仪21出口处连接有倒U形管22，所述电动三通阀7和流量和密度测量仪21均与流量计算机15电连接，所述的计量方法包括以下步骤：

步骤10、油水混合物进入总入口管路17，若进行气液分离计量，进入步骤20，若进行可分层油水混合物油含水取样测量，依次进入步骤30-60和步骤70，若进行油水乳化不可分层油水混合物油含水取样测量，依次进入步骤30-60和步骤80；

步骤20、流量计算机15控制第一电动开关阀5开启，控制第二电动开关阀9关闭，同时控制电动三通阀7连通总入口管路17与气液分离器2且关闭总入口管路17与取样管路18通道，气液混合流体进入气液分离器2被分离为气相和液相，分离后的气相进入气相管路11并由气体流量计4计量，分离后的液相进入液相管路12并由液体流量计3计量，计量后的气相和液相在总出口管路13汇合后至总出口14排出；

步骤30、流量计算机15控制电动三通阀7连通总入口管路17与气液分离器2且关闭总入口管路17与取样管路18通道，控制第一电动开关阀5关闭，同时控制第二电动开关阀9打开，排空取样油含水测量组件，进入步骤40；

步骤40、流量计算机15根据流量和密度测量仪21所测得的密度判断取样油含水测量组件内油水混合物是否排空，若排空，流量计算机15控制电动三通阀7连通总入口管路17与取样管路18且关闭总入口管路17与气液分离器2通道，控制第一电动开关阀5打开，同时控制第二电动开关阀9关闭，气液混合流体进入分离储液管柱10分离为气相和液相，分离后的气相经导气管路19进入气相管路11，液相流存分离储液管柱10内，液位计6测量留存于分离储液管柱10内的液相的液位，进入步骤50；

步骤50、流量计算机15设定液位值，当分离储液管柱10内液位到达设定液位值时，流量计算机15控制电动三通阀7连通总入口管路17与气液分离器2且关闭总入口管路17与取样管路18通道，启动电加热器16开始加热分离储液管柱10内的液相，对液相进行预处理，温度传感器8测得分离储液管柱10内液相的温度，进入步骤60；

步骤60、根据原油介质物性，流量计算机15设定加热液相温度值、静止等待时间值和保持设定温度时间值，当流量计算机15控制电加热器16加热到所设定的加热液相温度值且达到保持设定温度时间值时，电加热器16停止加热，当达到静止等待时间值时，流量计算机15控制第二电动开关阀9打开，控制第一电动开关阀5关闭，进入步骤70或步骤80；

步骤70、步骤50和步骤60中经过预处理的分离储液管柱10内的液相分层且进入流量和密度测量仪21，流量和密度测量仪21测量流体中水的密度、瞬时流量和累积量以及流体中的原油的密度、瞬时流量和累积量，流量计算机15计算出油含水百分比，流量计算机15控制第二电动开关阀9打开，控制第一电动开关阀5关闭，排空取样油含水测量组件，当取样油含水测量组件排空后，测量结束；

步骤80、步骤50和步骤60中经过预处理的分离储液管柱10内的液相无法分层且进入流量和密度测量仪21，流量计算机15根据液位计6测得分离储液管柱10内液位值计算出油水混合物体积，判断流量和密度测量仪21内油水混合物是否充满，若充满，流量计算机15控制第二电动开关阀9关闭，流量和密度测量仪21测得油水混合物密度，流量计算机15计算出油含水百分比，流量计算机15控制第二电动开关阀9打开，控制第一电动开关阀5关闭，排空取样油含水测量组件，当取样油含水测量组件排空后，测量结束。

本实施例中，所述的油含水测量装置出口管路20上设有第三电动开关阀23。

本实施例中，所述的步骤50和步骤60中的预处理包括降低液相粘度、熔化液相内的蜡已和排出液相内的气泡。

本实施例中，步骤80中，流量计算机15计算出油含水百分比时，通过预先记录于流量计算机15内的原油密度、水密度以及原油密度和水密度随温度变化的补偿公式对油含水百分比进行计算。

本发明中，步骤60中所述的原油介质物性包括黏度原油、高含蜡原油或含气泡原油等情况，根据不同的物性，加热液相温度值、静止等待时间值和保持设定温度时间值也不相同。

本发明气液分离计量组件分离和计量方式简单，保证获取数据的准确性；油含水取样测量采用流体取样、气液分离、液相加热降黏、熔蜡、排气泡的方式对油水混合物进行处理，并通过流量和密度测量的方法获取油含水值，这种方式准确可靠；气液分离计量组件和取样油含水测量组件相互配合但又能独立工作，保证气液分离计量和油含水取样测量的准确度且互不干扰。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种单井或多井油气水三相计量方法，其通过三相计量装置进行计量，所述的三相计量装置包括气液分离计量组件、取样油含水测量组件和流量计算机，所述气液分离计量组件包括气液分离器，所述气液分离器上设有与其内部连通的总入口管路，所述总入口管路远离气液分离器的一端设有总入口，所述气液分离器靠近顶部的位置设有与其内部连通的气相管路，所述气相管路上设有气体流量计和第一电动开关阀，所述气液分离器靠近底部的位置设有与其内部连通的液相管路，所述液相管路上设有液体流量计，所述气相管路和液相管路远离气液分离器的一端相互连通，所述气相管路和液相管路连通处设有总出口管路，所述总出口管路远离气相管路和液相管路一端设有总出口，所述取样油含水测量组件包括与总入口管路连通的取样管路，所述取样管路远离总入口管路的一端连接有分离储液管柱，所述分离储液管柱顶部设有液位计，所述分离储液管柱靠近顶部的位置设有其中一端与其内部连通且另一端与气相管路连通的导气管路，所述分离储液管柱侧面设有温度传感器和电加热器，所述分离储液管柱底部设有第二电动开关阀，所述第二电动开关阀远离分离储液管柱的一端通过油含水测量装置出口管路与总出口管路连通，所述的液体流量计、气体流量计、第一电动开关阀、液位计、温度传感器、第二电动开关阀和电加热器均与流量计算机电连接，其特征在于：所述总入口管路上设有电动三通阀，所述取样管路远离分离储液管柱的一端与电动三通阀连通，所述油含水测量装置出口管路上设有流量和密度测量仪，所述流量和密度测量仪出口处连接有倒U形管，所述电动三通阀和流量和密度测量仪均与流量计算机电连接，所述的计量方法包括以下步骤：

步骤10、油水混合物进入总入口管路，若进行气液分离计量，进入步骤20，若进行可分层油水混合物油含水取样测量，依次进入步骤30-60和步骤70，若进行油水乳化不可分层油水混合物油含水取样测量，依次进入步骤30-60和步骤80；

步骤20、流量计算机控制第一电动开关阀开启，控制第二电动开关阀关闭，同时控制电动三通阀连通总入口管路与气液分离器且关闭总入口管路与取样管路通道，气液混合流体进入气液分离器被分离为气相和液相，分离后的气相进入气相管路并由气体流量计计量，分离后的液相进入液相管路并由液体流量计计量，计量后的气相和液相在总出口管路汇合后至总出口排出；

步骤30、流量计算机控制电动三通阀连通总入口管路与气液分离器且关闭总入口管路与取样管路通道，控制第一电动开关阀关闭，同时控制第二电动开关阀打开，排空取样油含水测量组件，进入步骤40；

步骤40、流量计算机根据流量和密度测量仪所测得的密度判断取样油含水测量组件内油水混合物是否排空，若排空，流量计算机控制电动三通阀连通总入口管路与取样管路且关闭总入口管路与气液分离器通道，控制第一电动开关阀打开，同时控制第二电动开关阀关闭，气液混合流体进入分离储液管柱分离为气相和液相，分离后的气相经导气管路进入气相管路，液相流存分离储液管柱内，液位计测量留存于分离储液管柱内的液相的液位，进入步骤50；

步骤50、流量计算机设定液位值，当分离储液管柱内液位到达设定液位值时，流量计算机控制电动三通阀连通总入口管路与气液分离器且关闭总入口管路与取样管路通道，启动电加热器开始加热分离储液管柱内的液相，对液相进行预处理，温度传感器测得分离储液管柱内液相的温度，进入步骤60；

步骤60、根据原油介质物性，流量计算机设定加热液相温度值、静止等待时间值和保持设定温度时间值，当流量计算机控制电加热器加热到所设定的加热液相温度值且达到保持设定温度时间值时，电加热器停止加热，当达到静止等待时间值时，流量计算机控制第二电动开关阀打开，控制第一电动开关阀关闭，进入步骤70或步骤80；

步骤70、步骤50和步骤60中经过预处理的分离储液管柱内的液相分层且进入流量和密度测量仪，流量和密度测量仪测量流体中水的密度、瞬时流量和累积量以及流体中的原油的密度、瞬时流量和累积量，流量计算机计算出油含水百分比，流量计算机控制第二电动开关阀打开，控制第一电动开关阀关闭，排空取样油含水测量组件，当取样油含水测量组件排空后，测量结束；

步骤80、步骤50和步骤60中经过预处理的分离储液管柱内的液相无法分层且进入流量和密度测量仪，流量计算机根据液位计测得分离储液管柱内液位值计算出油水混合物体积，判断流量和密度测量仪内油水混合物是否充满，若充满，流量计算机控制第二电动开关阀关闭，流量和密度测量仪测得油水混合物密度，流量计算机计算出油含水百分比，流量计算机控制第二电动开关阀打开，控制第一电动开关阀关闭，排空取样油含水测量组件，当取样油含水测量组件排空后，测量结束。

2.根据权利要求1所述的一种单井或多井油气水三相计量方法，其特征在于：所述的油含水测量装置出口管路上设有第三电动开关阀。

3.根据权利要求1所述的一种单井或多井油气水三相计量方法，其特征在于：所述的步骤50和步骤60中的预处理包括降低液相粘度、熔化液相内的蜡已和排出液相内的气泡。

4.根据权利要求1所述的一种单井或多井油气水三相计量方法，其特征在于：步骤80中，流量计算机计算出油含水百分比时，通过预先记录于流量计算机内的原油密度、水密度以及原油密度和水密度随温度变化的补偿公式对油含水百分比进行计算。

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