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導(dǎo)熱油流量計(jì)的流量計(jì)算機(jī)(NOC)依據(jù)以下含水率計(jì)算公式進(jìn)行含水率計(jì)算:
式中: 為含水率; 混ρ 為油水混合液的密度; 油ρ為純油的密度; 水ρ為產(chǎn)出水的密度。
混合液的密度由導(dǎo)熱油流量計(jì)內(nèi)密度傳感器直接測(cè)量,純油的密度、產(chǎn)出水的密度均通過取樣由實(shí)驗(yàn)室分析出。
將實(shí)驗(yàn)室分析出的每口單井的純油密度、產(chǎn)出水密度組態(tài)進(jìn)流量計(jì)算機(jī),流量計(jì)算機(jī)就會(huì)自動(dòng)地計(jì)算出含水率。
這里面存在一個(gè)問題,導(dǎo)熱油流量計(jì)測(cè)量出的是混合液在工況溫度、壓力下的密度,而實(shí)驗(yàn)室分析出的純油、產(chǎn)出水的密度是常溫、常壓下的密度,密度是隨溫度、壓力不同而變化的,如果不考慮二者的溫壓條件不同而簡(jiǎn)單地依據(jù)上述計(jì)算公式進(jìn)行含水率計(jì)算是不準(zhǔn)確的。對(duì)于液體來說,溫度是液體密度變化的zui主要因素,壓力對(duì)液體的密度影響不大。為準(zhǔn)確計(jì)算含水率,有必要將混合液密度、純油密度、產(chǎn)出水密度統(tǒng)一到同一參考溫度下。流量計(jì)算機(jī)內(nèi)提供了這種溫度補(bǔ)償計(jì)算,將導(dǎo)熱油流量計(jì)測(cè)量出的混合液工況溫度下的密度直接換算成參考溫度下的密度,以保證三者的密度為同一溫度下的密度,從而保證含水率測(cè)量的準(zhǔn)確性。Micro Motion 3700流量計(jì)算機(jī)內(nèi)提供了60℉、15℃、20℃這三種參考溫度供選擇,在實(shí)際操作過程中,選擇其中一個(gè)溫度為參考溫度,并要求實(shí)驗(yàn)室按照這個(gè)參考溫度分析出純油密度、產(chǎn)出水密度并組態(tài)進(jìn)流量計(jì)算機(jī)即可。
含氣含砂對(duì)流量測(cè)量的影響及解決措施
液體中含氣會(huì)影響到導(dǎo)熱油流量計(jì)流量測(cè)量的精度。
大量資料表明:當(dāng)油水混合液中含有的游離氣體積比不超過15%時(shí),流量計(jì)可以正常穩(wěn)定地工作;當(dāng)含氣量小于5%時(shí),流量計(jì)量精度幾乎不受影響;當(dāng)含氣量約為l0%時(shí),流量測(cè)量誤差小于3%。一般情況下,在計(jì)量過程中,由于油井產(chǎn)出的混合液經(jīng)過分離器后絕大部分氣體被分離出去,所以氣體對(duì)液量測(cè)量的影響很小。但這樣也難以保證液體中不含有氣體,特別是對(duì)于發(fā)泡性原油,對(duì)于這種情況,需要通過提高分離效率、增大分離停留時(shí)間、加注消泡劑等技術(shù)手段盡可能在混合液進(jìn)導(dǎo)熱油流量計(jì)前將氣體分離出去,才能提高流量計(jì)量的準(zhǔn)確性。
液體中含砂也會(huì)對(duì)導(dǎo)熱油流量計(jì)的流量測(cè)量精度產(chǎn)生影響,而且液體流速低時(shí)砂石會(huì)在流量計(jì)測(cè)量管壁堆積結(jié)垢,甚至影響流量計(jì)的正常工作。在這種情況下,導(dǎo)熱油流量計(jì)可垂直安裝,使懸浮的固體顆粒下沉,夾雜的空氣或其他氣體的氣泡上浮,以降低測(cè)量偏差。如果液體含砂量確實(shí)特別大,則需要在導(dǎo)熱油流量計(jì)前加裝除砂裝置。
含氣含砂對(duì)含水測(cè)量的影響及解決措施
在實(shí)際測(cè)量過程中發(fā)現(xiàn),對(duì)于某些油田、某些區(qū)塊的一些單井,如蘇丹三七區(qū)Moleeta油田的一些單井,將參考溫度下的純油密度、產(chǎn)出水密度組態(tài)進(jìn)流量計(jì)算機(jī)后計(jì)算出的含水率與實(shí)驗(yàn)室分析出的含水率相比偏差偏大,有很多單井的偏差超過5%甚至10%以上。經(jīng)過分析得出以下原因:
1)主要為含氣對(duì)混合液密度造成的影響。導(dǎo)熱油流量計(jì)測(cè)量出的是工況壓力下的密度,即含溶解氣的飽和原油的密度,而實(shí)驗(yàn)室分析的是常壓下穩(wěn)定原油的密度。Moleeta油田的原油粘度大,混合液中含有較多的溶解氣,使得測(cè)量出的混合液密度比不含溶解氣的密度偏小,從而引起含水測(cè)量值的較大偏差。
2)另外,Moleeta有部分單井含砂量較大,對(duì)混合液的密度產(chǎn)生了影響,從而影響含水率的測(cè)量。再者,Moleeta油田大部分單井原油的密度在0.9~0.96g/ml之間,原油的密度較大,油水的密度差小,從而對(duì)含水率的偏差產(chǎn)生影響。
在實(shí)踐中,我們摸索出一種純油密度反推法,可以很好地克服工況條件下原油含氣、含砂對(duì)含水率計(jì)算的影響。具體作法為:
1)先將實(shí)驗(yàn)室分析出的某一單井含水率及產(chǎn)出水密度組態(tài)輸入到流量計(jì)算機(jī)內(nèi),由流量計(jì)算機(jī)根據(jù)含水率計(jì)算公式反推出該單井的純油密度。由于水的可壓縮性小且氣體較難溶解于水中,產(chǎn)出水的密度在工況壓力下和常壓下二者的密度變化小,影響可以忽略,由此反推出的純油密度可以認(rèn)為是工況下的密度。
2)再將該反推出的純油密度保存在流量計(jì)算機(jī)內(nèi)作為組態(tài)參數(shù)用于含水率的實(shí)時(shí)測(cè)量。
根據(jù)此反推法測(cè)量出的含水率偏差較之前有了很大的降低,單井的含水率偏差基本在5%以下,甚至更低,能夠滿足單井測(cè)試計(jì)量的要求。
導(dǎo)熱油流量計(jì) 燃油流量計(jì) 汽油流量計(jì) 原油流量計(jì)