井丛自动选井及气液两相流量计量装置的研发和应用

延XX井区位于鄂尔多斯盆地天然气富集区的南缘,属于致密气田,气井生产过程中产水,水气比范围为0～9 m³/10⁴ m³,构成“湿气”工况。项目气井单井计量工艺为单相(纯气)计量,主要有旋进漩涡流量计、孔板差压流量计等,单相流量仪表受到出液的影响,无法准确计量气井的气液产量,导致无法准确监测气井生产动态,制约着气井的科学、精细管理。因此,实时在线气液两相流量计量装置的研发和应用就尤为迫切。研发的气液两相流量计量装置是适用于湿气工况条件的气液两相流量计,可以在气液不分离的状态下,对气井产出的气液流量进行实时连续测量,适用于环状流、段塞流等常见流态。将其与多路阀相结合,该装置可远程控制自动选井/倒井,同时实现井丛多口井自动选井及气液两相计量,实时采集信号并进行数据处理传输,输出气量、液量、气液比、温度、压力等参数。室内实验和现场试验结果对比显示,气相、液相测量的结果相对偏差分别为-4.82%、-8.47%和7.69%、20.00%,满足现场工况的计量要求。      

橇装式气液两相混输计量装置设计与应用

设计了一种橇装式气井井口气液两相混输计量装置,采用气液分离法计量液量和气量,实现了实时在线计量天然气和水产量,结合智能流量计,可以连续稳定地在气液两相混合流动中计量两相瞬时和累计流量,数据通过无线系统上传。该计量装置采用气液混输,避免了液体外排污染环境,节能环保,同时设计为车载模式,移动方便。通过室内与现场试验表明,该计量装置能连续稳定地在气液两相混合流动中同时计量各相流量,平均误差均小于±5%,满足现场对气井产水、产气量计量精度要求。     

XF-2006TZ气液两相流量计研究

苏里格气田气井计量为带液计量模式,现有流量计无法测量单井产液量。为解决苏里格气田气井产气量、产液量的准确计量问题,现场开展XF-2006TZ气液两相流量计试验。XF-2006TZ气液两相流量计采用改进的锥形孔板噪声法计量,在气液两相流通过流量计孔板时,在孔板两侧中存在着差压噪声,这种噪声与两相流的流量、质量、含气率密切相关,从而可以计算出气、液两种介质的流量。现场试验表明,新型流量计能稳定地在气液两相流中同时计量各相流量,气量计量误差小于5%,连续产液井液量计量误差小于10%,基本满足现场对气井产气量、产液量的精度计量要求。     

组合式天然气气液两相在线计量装置

组合式天然气气液两相在线计量装置是将V锥与标准文丘里管两个单相流量计串联起来,利用这两个单相流量计在相同的测量条件下对湿气的响应特性不同,建立两个相应的数学模型,联立求解.通过大量室内实验及数值模拟,得出a、b系数的定量关系,通过计算机编程计算气、液产量.室内实验和现场试验表明,V锥和文丘里管组合式天然气气液两相在线计量装置能够实现单井产气量、产液量的不分离在线连续计量,气相计量误差小于5%.当体积含液率大于0.2%时,液相计量误差小于±20%.     

XF-2005Ⅲ两相流量计在油气井测试中的应用

气液同采气井和伴生气井的气液计量准确性是目前面临的一大难题,XF-2005Ⅲ两相流量计采用多管束旋流分离器将气液两相进行高效分离,分别利用孔板流量计和楔形流量计实现气液在线计量,并具有液相测量补偿和含水率测定功能,大大提高了计量精度,同时计算机模块可以实现计量数据的直读和存储,有利于后期分析。现场应用表明,气的计量误差小于2.29%,液的计量误差小于2.33%,满足现场需求。     

TPH-03小液量气液两相混输计量仪

为解决苏里格气田气井产水量、产气量的准确在线计量问题,研制了TPH-03小液量气液两相混输计量仪。该计量仪采用分离法计量气量和液量,主要功能是实时在线测量天然气及液态流量,同时提供现场的温度和压力等信息,并对采集的数据进行统计和管理。结合智能仪表,能够连续稳定地在气液两相混合流动中同时计量各相瞬时和累计流量,数据可通过无线数传系统上传。该仪器无运动部件,不排放或极少遗留污染物,节能环保。室内与现场试验表明,该计量仪能连续稳定地在气液两相混合流动中同时计量各相流量,平均误差小于±4%,基本满足现场对气井产水、产气量的精度计量要求。     

气液两相状态下的凝析气井产能评价新方法

凝析气藏地层中产生油气两相渗流后,对气井的产能测试数据进行分析时,常出现二项式产能方程的系数B为负数的异常情况,难以有效评价气井的产能,进而影响对气井生产动态的准确预测。为此,基于拟单相渗流方程和油气两相渗流方程,在气井的流动达到拟稳定阶段后,建立了拟单相稳定点产能评价方法(以下简称为拟单相法)和气液两相稳定点产能评价方法(以下简称为气液两相法);采用塔里木盆地牙哈气田的基础参数,应用新建立的产能评价方法计算气井在生产气油比相同、地层压力在露点压力以上及以下时的无阻流量;针对牙哈、塔中Ⅰ号、千米桥潜山、迪那2等4个凝析气田,应用新建立的产能评价方法计算凝析气井在不同生产气油比情形下的无阻流量,并选取典型井进行对比分析。结果表明:(1)采用新建立的产能评价方法可以避免因地层中油气两相流的产生导致经典产能评价方法无法计算凝析气井无阻流量的情况;(2)当地层压力高于露点压力时,地层流体以单相流体为主,可以采用拟单相法;(3)当地层压力低于露点压力,地层中出现油气两相流动时,应采用气液两相法;(4)随着生产气油比增大,采用拟单相法和气液两相法计算的无阻流量的差异逐渐减小;(5)对于凝析油含量较高、生产气油比较低的凝析气井而言,采用气液两相法计算的无阻流量更加可靠。     

基于喷嘴虚高的气液两相在线计量模型的实验方法

针对湿天然气流量因虚高影响难以准确计量的问题,开展了基于喷嘴的气液两相在线计量模型的实验。通过实验测量分析了压差波动与气相含率、液相含率、干度的关系,利用压差波动数据拟合湿气干度-差压相关式,得到虚高相关式和修正后的气相流量计量模型,降低计量误差,提高湿气在线计量结果的准确性和可靠性。实验结果表明,湿气流经喷嘴计量装置时,液相含量对压差波动的影响占主导地位,气相含率在0.97以上时,压差波动的整体趋势随着气相体积含率增加而减小。经过虚高实验拟合修正的气相流量计量模型的计算结果与实验实测结果误差仅为8.7%,为油气生产过程中气液两相实时测量提供了一种新方法。     

气液两相气井静压力折算方法

针对大庆深层气液两相气井地层静压力折算误差大的难题，在单相气体的井筒压力折算方法的基础上，结合大庆深层气液两相气井的特点及压力影响因素，研究出了几种适合于大庆深层气液两相气井静压折算方法。误差分析表明，干气柱法静压折算精度可以满足气藏评价和压井设计的需求；压力梯度回归公式法和平均温度偏差系数＋校正系数法静压折算精度可以满足指导现场生产的需求。     

旋进旋涡与V锥组合计量气液两相流实验研究

目的解决低渗透气田在井间串联、井口混输计量模式下,单井产气、产液量无法准确计量的技术难题。 方法基于旋进旋涡流量计和V锥流量计的单相计量原理,通过开展空气-水两相流的室内实验,分析了不同运行压力、气液比以及表观气速下单相流量计的混相计量误差变化规律。借助量纲分析法,分别建立了进动频率和压降与相关无量纲准数的关联公式,并采用室内实验数据分别进行了混相条件下的参数修正,利用两种流量计串联组合的方式,提出了一种适用于低含液率的湿气双参数组合计量模型,并采用延安气田现场的实流数据对模型计算精度进行了验证。 结果室内实验时,当湿气体积含液率小于1%时,旋进旋涡进动频率随体积含液率的升高而降低,出现“欠读”现象,而V锥流量计的计量压降随体积含液率的升高而增大,产生“过读”现象。当体积含液率大于1%时,由于气相含液量偏大,造成旋涡进动信号下降规律不明显,从而导致组合计量模型的结果可能出现失真,现场实流测试结果显示,组合计量模型的气相体积流量的平均相对误差为2.029%,液相体积流量的平均相对误差为15.066%,体积含液率的平均绝对误差为 0.059%。 结论旋进旋涡与V锥流量计的组合计量模型在气相含液量较低时,气相和液相的计量精度可满足现场生产需要,且加工设计成本较低,可以为延安气田排水采气井的气液混相计量提供技术支持。      

页岩气井口湿气流量计现场使用性能评价研究

目的 选择典型的页岩气生产平台,采用自主设计的两相流量计现场比对测试橇,在不同生产工况下实验评估湿气流量计的现场使用性能。方法 分析了页岩气井口湿气流量测量的特点,考查了湿气流量计在页岩气井口不同气液流量下的性能特征。结果 测试流量范围内湿气流量计气相偏差为-6.07%～0.82%,液相偏差为-24.91%～96.49%,且随着气液两相流量的降低,被测湿气流量计的气液测量偏差逐渐增大。结论 湿气流量计的测量性能与气液流量等工况极为相关,需要进一步扩大实验规模和范围,同时尽快制定明确的湿气流量计技术需求指标,确保现场应用的湿气流量计满足页岩气生产需求。     

基于旋流和引射循环技术的湿气气液分离方法研究

天然气除湿对于天然气的安全输送和精确计量具有重要的意义。针对传统的湿气气液分离装置存在分离效率低、受流型影响大等问题,提出了一种基于旋流和引射循环技术的湿气气液分离装置和方法。通过室内实验的方法,对不同工况下的气液分离效率及压降特性等进行了研究。研究结果表明:①当表观气速为4.2~28.5 m/s、液相体积分数小于3%时,设计的气液分离装置的气液分离效率基本可维持在96%以上,压降最大为167 kPa;②随着气量的增大,气液分离装置的分离效率降低,压降增大;③湿气的液量对分离效率和压降的影响较小。上述研究结果可为工业生产中湿气的气液分离提供一种新的思路,具有重要的工程意义。      

湿气流量计现场使用技术难点分析

湿气广泛地存在于石油天然气工业中,湿气的在线测量对于降低油气田的投资和运行成本,提高油气田的生产效率和科学管理水平都具有重要意义。近十年来,湿气在线测量技术得到了较大的发展,出现了多种不同测量原理的湿气流量计。简述了目前中国石油湿天然气的计量现状和技术需求,分析了现有湿气流量计的测量原理,并对当前湿气流量计的实验室测试结果和现场应用情况进行了详细分析,初步总结了湿气流量计现场使用的技术难点。建议进一步开展湿气流量计测试研究和现场应用试验,总结湿气流量计所能适应的工况范围以及其长期使用的适用性,建立湿气流量计的测试方法和准入标准,规范湿气流量计的使用和维护。     

�������ܵ��Ļ�������

凝析气相是多元组分的气体混合物，以饱和烃组分为主，在输送过程中由于沿线温度、压力的变化引起的凝析和反凝析现象显著，这使凝析气的管道输送不同于气体或液体的单相输送，其管输方式可分为气液混输、气液分输。气液两相混输投资少、工期短，但要解决困凝析液的积聚而降低输送能力及液塞处置等技术问题；气液分输是先将凝析气分离，然后将天然气和凝析液分别输送，管内流体均为单相流动，气液分输又可分为双管输送和顺序输送。凝析气的气液混相输送是多相流输送的一种特例。针对东海平湖油气田海底输气管道采用多相流技术输送凝析气的实例，分析了凝析气混相输送管道压降、输量和持液率的关系，并指出了预测管路温度下降值是管路安全运行的必要条件。通过对平湖凝析气管道的运行分析，强调工艺配套是多相流技术成功应用的重要条件。     

基于文丘里管和射线技术的低压湿气测量方法

湿气流量测量普遍存在着流量虚高的现象,从而导致测量结果不准。为解决上述问题,首先基于文丘里管流量测量原理分析了湿气测量虚高机理,然后针对低压湿气计量开展了大量测试,对比分析了现有不同经验模型的计算误差,在气液分相流模型基础上,利用射线技术测量空隙率并结合文丘里管测量结果获取液体折算速度,进而进行回归分析,提出了新的湿气流量虚高修正模型。研究结果表明:①文丘里管测量湿气流量虚高的原因主要是由于液相的存在而对气相有阻塞,从而产生了加速压力降以及气相对液相加速导致的摩擦阻力压降;②文丘里管的流量虚高值主要跟Lockhart-Martinelli (LM)参数、液体折算速度、空隙率及干度等能表征液体携带量的参数相关;③现有模型的LM参数等在实际应用中无法直接测量;④液体折算速度跟文丘里管虚高值有较强的线性关系,据此计算出的气流量均方根误差最小;⑤基于文丘里管和伽马传感器测量的空隙率从气液两相流分相流模型出发,可计算出液体折算速度,从而建立新的气流量虚高修正模型。结论认为,所建新模型最终得到的气流量均方根误差为5.1%,能够满足实际测量需求,为湿气测量的工程应用提供了新方法。     

湿天然气交接计量准确度浅析

干气计量系统用于湿天然气计量会因气质含液而产生计量偏差,分析了现有湿天然气交接计量系统的准确度影响因素。利用某气田湿天然气交接计量站天然气组分的分析数据,对水蒸气造成的压缩因子计算偏差进行了实例分析。通过理论分析和实验研究,评估分析了孔板流量计和超声流量计在低含液条件下的湿天然气测量特性。为油气田区块合作湿天然气交接计量及相关标准的制定提供技术参考。     

苏里格气田南区块天然气集输工艺技术

鄂尔多斯盆地苏里格气田南区块单井控制储量小、稳产期短、非均质性强,属于典型的低渗透致密岩性气藏。针对该区块的地质特征和特殊的开发方式（采用井间与区块相结合的接替方式开发）,采用了以下天然气集输工艺：①井下节流、井丛集中注醇的天然气水合物抑制工艺;②管道不保温;③中压集气;④井口带液连续计量;⑤常温分离;⑥两次增压;⑦气液分输;⑧集中处理。形成了“中压集气、井口双截断保护、气井移动计量测试、气液分输、湿气交接计量” 等一系列工艺技术,有效降低了地面工程的投资成本,提高了气田开发项目的经济效益,对类似气田的开发建设具有借鉴意义。     

ʪ��Ȼ������˲̬ģ�⼰���弼���о�

湿天然气输送技术的应用,可使处于海洋、沙漠、戈壁、滩海等恶劣环境下的凝析气田的操作人员和开采费用下降。在实际运行中,湿天然气在输送管道中存在气液两相,因此管道中的流动总是处于慢瞬变流动状态。文章从流体力学的基本规律出发,建立了描述湿天然气管道输送调峰工况下瞬变流的数学模型方程,并对模型方程作了简化处理,设计了具体的计算思路。根据输送边界条件,给出了动态模型方程的数值计算方法、管道离散格式、参数存储     

气液并流上行式反应器中分配器压降特性

在冷模试验装置中对气液并流上行式反应器中两种分配器的压降特性进行研究,考察了气体流量和液体流量对分配器压降的影响,结果表明：采用基准气液分配器和新型气液分配器时,分配器压降都随着气体流量的增大而先减小后增大,随着液体流量的增大而增大;在相同条件下新型气液分配器的压降高于基准分配器。针对两种气液分配器分别建立压降模型,压降计算值包括气液分配器的下部入口压降、中部上升管压降和顶部出口压降三部分,模型计算及验证结果表明：基准气液分配器压降中顶部压降占比最大,下部压降和中部压降占比较小,而中部压降中重力压降占比最大,加速压降可忽略不计;压降的模型计算值与试验值随液相流量变化的趋势基本一致,但是在相同条件下压降的计算值大于试验值,且二者的偏差随着液相流量的增大而逐渐增大,其原因是实际分配器中气液两相的流型会发生变化,导致模型计算值偏差变大。     

试油井新型计量装置的研究与应用

为了实现试油井产出液气液分离计量,提高试油井计量的自动化程度,研制出一种试油井新型计量装置。该计量装置主要由气-液旋流分离器、旋进漩涡流量计、电磁流量计、自力调节阀、计算机控制系统等部分组成。装置整体采用橇装式结构,占地面积小,布局紧凑合理,集成度高。现场应用情况表明,该装置实现了液量、气量、含水率的连续测量,测量精度高,总液量计量误差≤5%,达到了设计要求。