摘要：總結(jié)分析了海上平臺常用流量計的主要原理及性能參數(shù)，針對測試分離器油相、氣相出口的工藝流程特征，對該處流量計選型進行分析。采用質(zhì)量流量計進行測量，可滿足流量、精度、壓降、安全性、安裝條件等測量需求及制約因素。
0引言
在海洋石油平臺上，為滿足流程需求，需要對單井油氣產(chǎn)量進行計量。一般做法是在井口平臺設(shè)置測試分離器，單井產(chǎn)物流通過測試管匯進人測試分離器，進行油氣水三相分離后，對油氣兩相分別進行計量。由于測試分離器需要同時滿足多口井的計量需求，面臨的工藝環(huán)境比較嚴苛,單井的流量、溫度、壓力、粘度等參數(shù)各不相同,對流量計量程比、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空間緊張，設(shè)備布置緊湊，直管段需求、平臺震動等現(xiàn)實因素，油氣計量的精度要求較高，使得測試分離器油氣兩相測量的流量計選型面臨相當大的困難。
本文回顧了某油田測試分離器油氣兩相流量計選型過程，提出質(zhì)量流量計可滿足工藝流程及測量需求,效果較優(yōu)。
1海上常用流量計的特征要素
海上平臺常用的流量計一般包括質(zhì)量流量計，超聲波流量計(管段式、插人式、外夾式),容積式流量計孔板流量計、差壓流量計、電磁流量計、渦輪流量計，渦街流量計、轉(zhuǎn)子流量計等。下面根據(jù)流量計的具體特征，從適用性、安全性、安裝條件、經(jīng)濟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類型。
2工藝流程分析及測量需求
為跟蹤并獲取單井的油氣水產(chǎn)量，需要對單井進行計量。在海洋石油平臺，被測試單井的井產(chǎn)物流經(jīng)由測試管匯進人測試分離器，進行油氣水三相分離后,在油相、氣相出口分別設(shè)置流量計進行計量如圖1所示，并將流量數(shù)據(jù)上傳至中控系統(tǒng)進行儲存管理。
以圖1中所展示項目的流程為例，該流程液相流量計編號為FEFIT-1301,氣相流量計編號為FE/FIT-1314,其流程工藝參數(shù)見表2。
對于此位置的油氣計量，-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;另一方面井口平臺油氣總產(chǎn)量數(shù)據(jù)多來自于測試分離器的測量數(shù)據(jù)綜合計算后得到，是油田群內(nèi)部單平臺產(chǎn)量劈分提供依據(jù)。因此，該處計量宜采用精度較高、保證安全性、不易損壞的流量儀表。一個平臺開發(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)進程不斷推進，從單井產(chǎn)量剖面可以非常直觀地發(fā)現(xiàn)，隨著時間推移，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。測試分離器既要應(yīng)對同一時期不同單井的計量需求，又要應(yīng)對油田全生命周期內(nèi)產(chǎn)量遞減趨勢，因此要求流量計需要應(yīng)對大量程比工況。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，需要選定的流量計類型可以適應(yīng)此大量程比范圍。同時，溫度、壓力、壓降等因素也需要充分考慮。
3流量計選型分析
以表1列舉的海上平臺常用的流量計為基礎(chǔ)，針對上述工藝流程參數(shù)開展流量計選型具體工作。
初步篩選可結(jié)合表1各類流量計的特征，針對工況進行分析。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。同時，由于最大流量7.2Sm3/h,轉(zhuǎn)子流量計也是不合適的。工藝介質(zhì)為原油、天然氣，不導電，因此電磁流量計不適用。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，流速為0.05m/s，遠低于超聲流量計對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，海上常用流量計僅余下質(zhì)量流量計為可選項。結(jié)合質(zhì)量流量計的以下特征再進-步針對性精確比對123):
<>根據(jù)質(zhì)量流量計的測量原理，科氏力與流體質(zhì)量流量直接相關(guān)，能進行直接質(zhì)量流量測量,本例中可減少轉(zhuǎn)換變量的影響，測量結(jié)果正確可靠。
<>質(zhì)量流量計靈活適應(yīng)多種測量介質(zhì)，如氣體、液體、蒸汽、漿糊等，在化工領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，與本例中測試分離器出口油相和氣相的質(zhì)量流量測量需求能良好匹配。
<>測量精度較高，可達0.2%，適用于對精度要求比較高的場所;可良好適應(yīng)本例測試分離器承擔的油田產(chǎn)量計量及劈分需求。
<>多變量輸出，能同時測量質(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)、流型分布對測量結(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上。
根據(jù)表1流量計所處流程工藝參數(shù),FE/FIT-1301、FE/FIT-1301的最終選型結(jié)果見表3。
本項目工藝介質(zhì)為普通原油、天然氣，測量管材質(zhì)使用SS316L即可滿足要求。流程設(shè)計溫度為105℃，無需考慮特殊措施。測試分離器為低壓流程，設(shè)計壓力1100kPaG，采用ANSI150#壓力等級即可，法蘭為RF形式。根據(jù)廠家樣本及計算書，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。.
測量管是承壓的主要部件，為了進一步保證安全性，應(yīng)對二次泄漏，質(zhì)量流量計的外殼腔體也具備承壓能力。
以液相FE/FIT-1301所選流量計為例，其外殼腔體的承壓曲線如圖2所示。
4結(jié)束語
質(zhì)量流量計以其測量精確、無需直管段、安全可靠、故障率低等優(yōu)勢，在海上平臺具有廣泛的應(yīng)用。由于可測量溫度、密度、流量等多種參數(shù)，而這些參數(shù)其他儀表也進行測量讀取，密度參數(shù)與物性化驗也息息相關(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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