在油田开发过程中,天然气计量是油田生产中的一项重要工作,提高计量准确率,确保天然气计量结果准确可靠。
1天然气计量现状
(l)单井计量现状
采油一厂为断块低渗油田,天然气生产来自原油开采的伴生气,本厂共有油气生产井580口,通过管道集中在计量站计量产气量、产液量后,再输送联合站。目前本厂66座计量站,现使用LUX一325旋进旋涡流量计测气30座计量站,分别计量280余口井的产气量。
(2)工艺现状
目前,采油一厂天然气计量以单井计量方式为主,以分时计量的方法进行测气、量油,当原油经过加热后进人二相分离器油气分离。由于油井出砂大,含蜡高,结盐、碱严重,再加上油井间歇出气,调节机构不好控制,导致生产计量误差。
(3)计量准确度
由于单井是间歇式来油,操作者控制气阀门不当,气管线进油进气,油气混合,导致流体中的微粒及纤维杂物随气体进人仪表内,旋涡发生器体中的叶片堵、卡现象,该表出现故障频繁,造成产气量计量准确度低。
2天然气计量存在的主要问题
(1)铝制的旋涡发生体容易腐蚀
采油一厂计量站计量单井产气量的计量仪表为铝制的旋涡发生体流量计,由于单井产出气是没有经过净化处理的湿气,气中含有大量的水分和少量的H2S气体,它们都对旋进旋涡流量计的铝制旋涡发生体产生强电化学腐蚀。旋涡发生体是影响旋进旋涡流量计计量准确性的关键部件,旋涡发生体被腐蚀后,将严重影响计量的准确性。天然气对旋进旋涡流量计本体的腐蚀作用,使本体内径变的粗糙不堪。它将改变流体的流动状态,从而影响了计量仪表的准确性。
(2)铝制的旋涡发生体容易出故障
由于单井是间歇式来油,含有大量不稳定的气相成分,其中HZS气体和伴生水有较大腐蚀性。当流体中的微粒及杂物随气体进人仪表内,使铝材料制成的旋涡发生体遇到盐、碱时,该表叶片出现堵、卡现象,也是造成叶片腐蚀原因之一。清冼、维修及更换配件需要停止测气时间5h,延长了天然气的计量循环周期。经使用其性能、精度、寿命达不到现场指 标。同时也造成了仪表反修率高,计量准确度低,又浪费了人力、物力、财力。
总之本厂2001年投人LUX型铝制的旋涡发生体流量计30台,2002年全部送检,其中有14台仪表的旋涡发生体因腐蚀严重被冲人管网,另有12台仪表的旋涡发生体腐蚀严重,检定不合格。由此可见腐蚀是造成铝制旋进旋涡流量计计量准确度差的主要因素。
3解决方法
为加强计量管理,提高计量准确度,针对该仪表旋涡发生体出现的堵、卡易腐蚀现象,改进了仪表旋涡发生体。
3.1改进LUX-32S旋涡发生体
为了减少仪表返修率,降低天然气计量误差,根据现场使用的仪表进行反复研究及试验,在原来的测气技术上,改进了旋涡发生体。
将铝材料制成的旋涡发生体用不锈钢的材料。原理是:当气体中的H2S含有盐碱进人旋涡发生体时,不锈钢的旋涡发生体耐腐蚀和抗冲击能力强,使叶片不易损坏,可在数个检定周期后,仪表仍能保持各项性能技术指标。
3.2 LUX-32S流量计
(1)工作原理
当流体进人流量传感器人口时,螺旋形叶片强迫水流体进行旋转运动,于是在旋涡发生体中心产生旋涡流,旋涡流在文丘利管中旋进,到达收缩段突然节流使旋涡流加速。当旋涡流突然进入扩散段后,因回流的作用强迫进行旋进式二次旋转。如果仪表内部具有最为优化的几何结构,那么在宽量程范围内,旋涡的频率与流速成正比,并为线性。该频率由压电传感器检测(见图1),压电传感器检测的微弱电信号经前置放大器放大、滤波、整形后变成频率与流量成正比的脉冲信号,最后送往智能积算仪进行运算与处理。
气体流量计标准下的体积量公式:
(2)组成
①壳体;②旋涡发生体;③智能流量积算仪;④选择按钮开关;⑤前置放大器;⑥压电传感器;⑦出口导流件。
(3)主要技术参数
①环境温度:一30℃一+50℃ ;②介质温度:
一20℃一+80℃; ;③相对湿度:5%一95 % ;④大气压力:86一106kPa;⑤准确度等级:1级。
(4)特点
①功能强;②结构紧凑;③操作简单;④不易腐蚀;⑤稳定性强;⑥可靠度高。
4现场应用、运行效果及准确度
(1)现场应用
该表自2002年3月份全厂改进30座计量站,计量280口单井的天然气,投用后,没有出现问题,使用效果非常明显,因此该仪表达到了现场实用的需要,并成功应用。
(2)运行效果
旋涡发生体改造前后相比,具有明显的优点,不锈钢材料制成的旋涡发生体具有冲击能力强,不生锈,耐腐蚀,能过滤较小的纤维异物等,避免了堵、卡故障,从而有效的延长了它的正常运行寿命。
(3)准确度
总之该表是采用了最新微处理技术,并能进行温度压力、压缩因子自动补偿的新一代流量计,具有功能强、不易腐蚀、性能稳定可靠、计量准确、测气数据远地和就地相符等特点,性能、精度、寿命达到现场技术指标,确保了计量站的测气正常运行,减少了单井次数的计量循环周期,又提高了计量准确度。
5经济效益及推广应用
(1)经济效益
2002年投人30座计量站共30台,运行效果较好,全年节省维修费用48万元,降低了维修材料消耗。节省人员维修时间660h,减少了采油人员的劳动强度。
(2)生产推广应用
该表计量性能稳定可靠,使采油工能掌握可靠的测气数据,是对本厂计量单井产气量采取的一种准确计量,可在全局推广应用。
6结束语
为了探索现有体制下的企业计量工作新路程,增强计量仪表的功能,笔者愿与油藏工作者,基层采油区的计量专家们一起探讨,深化课题,为使计量站单井产气量逐步达到自动、可靠、准确、低耗、效益显著的新局面而不断努力。