随着技术的发展以及油田管理和降低工人劳动强度、提高生产效率的需要,相继出现了许多可以对油井油、气、水产量进行综合测量的计量装置。
(1)三相分离计量
三相分离计量是把油、气、水分离后分别计量,分离后原油含水较低(一般在30%以下),原油测量误差降低,不受油井含水率的影响。但是,要想把特高含水原油分离成低含水原油并进行计量,工艺技术十分复杂,而且数量很大的游离水经常携带一部分原油,造成很大误差,且所需的设备仪表多、投资大、管理操作难度大、维修费用高。
(2)两相分离计量
两相分离计量是将油井采出液分离成液体和气体,然后对其分别进行计量。两相分离计量设备主要由两相分离器、气体流量计、液体流量计、含水分析仪等组成,气体流量计和液体流量计计量油井的产气量和产液量,含水分析仪测量分离出液体的含水率,由此计算出油井的油、气、水产量。
另一种形式的计量设备由两相分离器、质量流量计和气体流量计组成。质量流量计测量分离出的液量,并计算出其中的含水率,从而测量出油井的油、气、水产量。这种计算装置投资较少、操作简便,在我国油田中获得了较多的应用,不过因为用密度换算含水率非常不可靠,因此含水率只能做参考,该装置只能完成总液量的计量。
(3)不分离计量
不分离计量是不分离油井采出液,将文丘里管、密度计或不同的流量传感器结合起来计量气体和液体的流量,液体部分用双γ射线密度计、电容、微波水含量监控仪来确定油和水的含量,从而计算出油、气、水各自的产量。
油气水不分离计量技术在占地面积等方面有很大的优越性。但是油井采出液中的油、气、水等组分一般不是均匀混合的,他们以不同的速度流动,还可能相互作用形成蜡和氢氧化物,并且引起难以预料的复杂流态。因此,开发具有广泛适用范围的流量计具有很大的难度,虽然国内外已经有多种实现油气水不分离计量的方案,但是成功投入使用的还很少。
为了实现多路单井来液的油气水三相混合液体的液量、油量、气量、水量和含水率的计算,杭州飞科电气有限公司研发生产了ALF18型油气水三相计量装置,主要应用于油田计量间。
ALF18型油气水三相计量装置主要由旋流分离及调节组件、气体流量计、液体流量计、含水仪、防爆配电箱以及支撑撬装底托等六个部分组成。油气水三相流体通过旋流分离器分离管段实现气液分离,使气体和液体分别按不同的管道流出,气体流量计、液体流量计、含水仪分别计量经气液分离后的气体和液体的流量以及含水率,通过主控系统算法运算,生成报表在触控屏上显示并且通过RS485/MODBUS RTU通信远传数据。通过手动调节管道上的Q41F-25P三通球阀,经计量后的气体可单独从出气口流出装置,也可以和液体在出液口处重新混合流出装置。
ALF18型油气水三项计量装置具有以下两项重大技术优势:
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柱状旋流分离器的主动气液界面控制技术,可有效提升气液分离的效率,消除传统旋流分离器气路窜液或气路堵塞等问题;
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内置ALC05型井口含水仪,充分适应液路夹带部分气泡的工况特性,确保含水率测量精度,用以计算油产量和水量;另外ALC05型井口含水仪还能测量液路夹带气体的比例,用于修正气体和液体流量计的计量结果。