在原油開采過程中,連續(xù)、實時計量油井產(chǎn)物中各組分的體積流量或質(zhì)量流量非常重要,能夠幫助生產(chǎn)者了解地層油氣含量及地層結構的變化,進而優(yōu)化生產(chǎn),提高油田采收率。
稠油是石油烴類能源中的重要組成部分。中國的稠油儲量非常豐富,是除美國、加拿大、委內(nèi)瑞拉之外的第四大稠油生產(chǎn)國。隨著海上油田輕質(zhì)油開采儲量日益減少(尤其是渤海油田)、油氣開采技術不斷提高,稠油開采所占比重不斷增大。如何降低成本、充分地開采稠油和超稠油,是我國石油開采面臨的大問題。目前,我國陸上油田的稠油開發(fā)已經(jīng)積累了一定的經(jīng)驗,但是海上油田的稠油開發(fā)剛剛起步,由于海上環(huán)境的特殊性,稠油開發(fā)面臨著各種困難與挑戰(zhàn)。
在原油開采過程中,連續(xù)、實時計量油井產(chǎn)物中各組分的體積流量或質(zhì)量流量非常重要,能夠幫助生產(chǎn)者了解地層油氣含量及地層結構的變化,進而優(yōu)化生產(chǎn),提高油田采收率。
幾種單井計量方法比選分析
1.多相流量計計量
采用不分離式多相流量計對稠油計量,可避免分離效率低導致計量精確度低的問題, 實現(xiàn)在線動態(tài)實時精確計量。在線式多相流量計一般聯(lián)合采用下列二種或多種測量技術:放射性、聲波或電子信號相關法,以及電容、微波技術、V 錐體壓差法、中子探測脈沖、伽瑪吸收、差壓式或容積式流量計等。
2.稱重式計量裝置
自 2003 年起,稱重式計量裝置開始應用于稠油在線計量。該裝置消除了由于油中含氣造成的假體積而帶來的測量誤差。目前,稱重式計量裝置在遼河油田、勝利油田等地仍在廣泛應用。
3.自平衡雙罐稠油計量裝置
針對稱重式計量裝置的缺點,中國石油研發(fā)了自平衡雙罐稠油計量裝置。
4.泡沫原油油氣分離器(改進的計量分離器)
通常,用于油井生產(chǎn)計量的分離器是由碰撞式初級分離頭、氣體除霧器等部件組成,內(nèi)部構件設置簡單,且針對性差,僅僅依靠重力進行油、氣、水三相分離,分離效率低,尤其不適用于重質(zhì)稠油。為了適應稠油計量,2002 年,勝利設計院對傳統(tǒng)分離器的內(nèi)部結構進行了改造創(chuàng)新,研制出了泡沫原油油氣分離器。
該裝置由旋流預分離器、布液管、緩沖板、拉泡器、液體穩(wěn)流板及氣體分氣包等組成。
結論與建議
稠油的特性導致其很難通過密度差進行重力分離。采用傳統(tǒng)分離器分離,分離后的液相中通常含氣,使得流量計計量不準確,甚至無法計量。此外, 傳統(tǒng)分離器的體積、重量、壓力損耗均較大,不適用于海上油田稠油計量。根據(jù)調(diào)研與分析,對海上油田稠油計量方案選擇給出以下建議:
1)稱重式計量裝置在遼河油田、勝利油田等地應用較為廣泛,但該裝置對起泡原油、含飽和蒸汽量較大的原油的計量誤差較大(20%~40%)。該裝置內(nèi)部構件復雜,可動部件較多,頻繁動作時容易損壞,尤其是在海上油田應用,后期維護量較大。此外,當原油含氣量較少時,該裝置會存在壓液面排油困難的問題。目前,該裝置沒有在海上油田應用的業(yè)績。
2)多相流量計技術采用文丘里+伽瑪射線的原理,不需要氣液分離,且對黏度上限沒有明確要求, 只要原油在流量計內(nèi)能夠流動即可,較適合稠油計量。
3)應用雙分離器和改進的分離器的計量方法可以列入考慮范疇,但是需要與設計單位共同研發(fā), 因其屬于專利產(chǎn)品,而且應用較少,應用效果有待考察。尤其是這類裝置是否存在壓液面困難、是否會產(chǎn)生堵塞、雙分離器是否能成功克服稠油掛壁的影響都有待于進一步考量。
4)在海上油田開發(fā)過程中,尤其是對邊際油田的開發(fā)中,平臺空間的大小對開發(fā)投資的影響較大, 因此,應當盡量采用結構緊湊、簡潔的裝置。所以, 在稠油計量設備選型過程中,不可忽略設備尺寸的比選。