摘要：總結(jié)分析了海上平臺(tái)常用流量計(jì)的主要原理及性能參數(shù)，針對(duì)測(cè)試分離器油相、氣相出口的工藝流程特征，對(duì)該處流量計(jì)選型進(jìn)行分析。采用質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行測(cè)量，可滿足流量、精度、壓降、安全性、安裝條件等測(cè)量需求及制約因素。
0引言
在海洋石油平臺(tái)上，為滿足流程需求，需要對(duì)單井油氣產(chǎn)量進(jìn)行計(jì)量。一般做法是在井口平臺(tái)設(shè)置測(cè)試分離器，單井產(chǎn)物流通過測(cè)試管匯進(jìn)人測(cè)試分離器，進(jìn)行油氣水三相分離后，對(duì)油氣兩相分別進(jìn)行計(jì)量。由于測(cè)試分離器需要同時(shí)滿足多口井的計(jì)量需求，面臨的工藝環(huán)境比較嚴(yán)苛,單井的流量、溫度、壓力、粘度等參數(shù)各不相同,對(duì)流量計(jì)量程比、材質(zhì)選擇、流程允許壓降提出一-定要求;再加上海洋石油平臺(tái)空間緊張，設(shè)備布置緊湊，直管段需求、平臺(tái)震動(dòng)等現(xiàn)實(shí)因素，油氣計(jì)量的精度要求較高，使得測(cè)試分離器油氣兩相測(cè)量的流量計(jì)選型面臨相當(dāng)大的困難。
本文回顧了某油田測(cè)試分離器油氣兩相流量計(jì)選型過程，提出質(zhì)量流量計(jì)可滿足工藝流程及測(cè)量需求,效果較優(yōu)。
1海上常用流量計(jì)的特征要素
海上平臺(tái)常用的流量計(jì)一般包括質(zhì)量流量計(jì)，超聲波流量計(jì)(管段式、插人式、外夾式),容積式流量計(jì)孔板流量計(jì)、差壓流量計(jì)、電磁流量計(jì)、渦輪流量計(jì)，渦街流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)等。下面根據(jù)流量計(jì)的具體特征，從適用性、安全性、安裝條件、經(jīng)濟(jì)性等諸多方面加以分析(見表1)，以期選出最適合此工況的流量計(jì)類型。
2工藝流程分析及測(cè)量需求
為跟蹤并獲取單井的油氣水產(chǎn)量，需要對(duì)單井進(jìn)行計(jì)量。在海洋石油平臺(tái)，被測(cè)試單井的井產(chǎn)物流經(jīng)由測(cè)試管匯進(jìn)人測(cè)試分離器，進(jìn)行油氣水三相分離后,在油相、氣相出口分別設(shè)置流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量如圖1所示，并將流量數(shù)據(jù)上傳至中控系統(tǒng)進(jìn)行儲(chǔ)存管理。
以圖1中所展示項(xiàng)目的流程為例，該流程液相流量計(jì)編號(hào)為FEFIT-1301,氣相流量計(jì)編號(hào)為FE/FIT-1314,其流程工藝參數(shù)見表2。
對(duì)于此位置的油氣計(jì)量，-方面是為了掌握單井的產(chǎn)能狀況，為持續(xù)追蹤地層情況、反饋地質(zhì)油藏專業(yè)開發(fā)方案做好數(shù)據(jù)保障;另一方面井口平臺(tái)油氣總產(chǎn)量數(shù)據(jù)多來自于測(cè)試分離器的測(cè)量數(shù)據(jù)綜合計(jì)算后得到，是油田群內(nèi)部單平臺(tái)產(chǎn)量劈分提供依據(jù)。因此，該處計(jì)量宜采用精度較高、保證安全性、不易損壞的流量?jī)x表。一個(gè)平臺(tái)開發(fā)的-批生產(chǎn)井，由于所處開發(fā)層位不同，巖性特征、埋深、油藏類型、油層厚度、滲透率等參數(shù)各不相同，單井的產(chǎn)量有重大差異。而伴隨油田開發(fā)進(jìn)程不斷推進(jìn)，從單井產(chǎn)量剖面可以非常直觀地發(fā)現(xiàn)，隨著時(shí)間推移，開發(fā)井的產(chǎn)液量不斷升高，含水率升高，油量、氣量持續(xù)遞減。測(cè)試分離器既要應(yīng)對(duì)同一時(shí)期不同單井的計(jì)量需求，又要應(yīng)對(duì)油田全生命周期內(nèi)產(chǎn)量遞減趨勢(shì)，因此要求流量計(jì)需要應(yīng)對(duì)大量程比工況。以上述選取的渤海某油田為例，全生命周期考慮所有生產(chǎn)井的液相量程比為22.5:1,氣相量程比為25:1，需要選定的流量計(jì)類型可以適應(yīng)此大量程比范圍。同時(shí)，溫度、壓力、壓降等因素也需要充分考慮。
3流量計(jì)選型分析
以表1列舉的海上平臺(tái)常用的流量計(jì)為基礎(chǔ)，針對(duì)上述工藝流程參數(shù)開展流量計(jì)選型具體工作。
初步篩選可結(jié)合表1各類流量計(jì)的特征，針對(duì)工況進(jìn)行分析。分離器出口處由于前述原因，量程比需大于25:1,因而排除容積式、差壓式、渦輪、渦街、轉(zhuǎn)子等類型的流量計(jì)。同時(shí)，由于最大流量7.2Sm3/h,轉(zhuǎn)子流量計(jì)也是不合適的。工藝介質(zhì)為原油、天然氣，不導(dǎo)電，因此電磁流量計(jì)不適用。由于流程最小流量為0.32Sm3/h,管徑為3”，若采用縮徑為2”的流量計(jì)，流速為0.05m/s，遠(yuǎn)低于超聲流量計(jì)對(duì)0.3m/s流速下限的要求，因而超聲亦不適合。
經(jīng)過初步篩選，海上常用流量計(jì)僅余下質(zhì)量流量計(jì)為可選項(xiàng)。結(jié)合質(zhì)量流量計(jì)的以下特征再進(jìn)-步針對(duì)性精確比對(duì)123):
<>根據(jù)質(zhì)量流量計(jì)的測(cè)量原理，科氏力與流體質(zhì)量流量直接相關(guān)，能進(jìn)行直接質(zhì)量流量測(cè)量,本例中可減少轉(zhuǎn)換變量的影響，測(cè)量結(jié)果正確可靠。
<>質(zhì)量流量計(jì)靈活適應(yīng)多種測(cè)量介質(zhì)，如氣體、液體、蒸汽、漿糊等，在化工領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，與本例中測(cè)試分離器出口油相和氣相的質(zhì)量流量測(cè)量需求能良好匹配。
<>測(cè)量精度較高，可達(dá)0.2%，適用于對(duì)精度要求比較高的場(chǎng)所;可良好適應(yīng)本例測(cè)試分離器承擔(dān)的油田產(chǎn)量計(jì)量及劈分需求。
<>多變量輸出，能同時(shí)測(cè)量質(zhì)量、密度、溫度等參.數(shù)，正確表征流體特性，可做到-表多用4。
<>流體工藝參數(shù)、流型分布對(duì)測(cè)量結(jié)果影響很小，不要求上下游直管段，適合應(yīng)用在空間緊張的海洋石油平臺(tái)上。
根據(jù)表1流量計(jì)所處流程工藝參數(shù),FE/FIT-1301、FE/FIT-1301的最終選型結(jié)果見表3。
本項(xiàng)目工藝介質(zhì)為普通原油、天然氣，測(cè)量管材質(zhì)使用SS316L即可滿足要求。流程設(shè)計(jì)溫度為105℃，無需考慮特殊措施。測(cè)試分離器為低壓流程，設(shè)計(jì)壓力1100kPaG，采用ANSI150#壓力等級(jí)即可，法蘭為RF形式。根據(jù)廠家樣本及計(jì)算書，所選型產(chǎn)品可滿足工藝流程條件、安全需求、壓降、精度、材質(zhì)、安裝等一系列要求。.
測(cè)量管是承壓的主要部件，為了進(jìn)一步保證安全性，應(yīng)對(duì)二次泄漏，質(zhì)量流量計(jì)的外殼腔體也具備承壓能力。
以液相FE/FIT-1301所選流量計(jì)為例，其外殼腔體的承壓曲線如圖2所示。
4結(jié)束語
質(zhì)量流量計(jì)以其測(cè)量精確、無需直管段、安全可靠、故障率低等優(yōu)勢(shì)，在海上平臺(tái)具有廣泛的應(yīng)用。由于可測(cè)量溫度、密度、流量等多種參數(shù)，而這些參數(shù)其他儀表也進(jìn)行測(cè)量讀取，密度參數(shù)與物性化驗(yàn)也息息相關(guān)，下--步.可以在一表多用、參數(shù)互證方面繼續(xù)研究。
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