油气计量新技术
矿场油气计量技术现状与发展趋势
53科技资讯科技资讯S I N &T N OLOGY I N FORM TI ON 2008N O.24SCI ENC E &TEC HNO LO GY I N FO RM A TI ON 工业技术随着老油田进入高含水期，油井计量的难度越来越大，加之生产的发展及经营管理的需要，对油田计量技术的要求也在不断提高。
认真解决油田矿场油井计量问题，提高目前井口计量精度和管理水平，已成为油田生产中亟待解决的一个重要课题。
1矿场油气计量工艺概况1.1 矿场计量基本概况辽河油田共有油井17885口，开井15125口，其中稠油井9016口，开井6029口。
量油测气工艺主要以两相计量分离器为主、配套玻璃管量油和孔板取压微机测气，部分计量站采用了翻斗量油、称重式量油，采用涡轮流量计、旋进漩涡流量计进行测气等工艺技术。
1.2 传统计量工艺的缺点①采用玻璃管分离器量油，单井计量时间短、次数少，特别对于间出井和产液量不均的油井计量结果存在较大的偶然性和误差。
②自动化程度低，管理难度大，操作强度高，不能连续计量。
③油气计量误差大，产液量平均误差10％，天然气计量误差达到35％，严重影响到油田的生产指挥与措施制定。
④孔板取压计量的缺点：流出系数不稳定、线性差，重复性不高，准确度因受诸多因素影响也不高，易积污和易被磨损，压损较大，量程比小，现场安装条件高，要求的直管段过长等。
1.3 常用计量技术1.3.1 原油的测量①玻璃管液面计量油。
这是国内各油田普遍采用的传统方法，约占油井总数的80%以上。
该方法装备简单、投资少，但由于采用间歇量油的方式来折算产量，导致原油系统误差为10%～20%。
另外在高含水期，特别是在特高含水期，对于气液比较低的油井，计量后的排液十分困难，该计量操作造成很大不便。
②翻斗量油。
主要由量油器、计数器等组成。
一个斗装满时翻倒排油，另一个斗装油，这样反复循环来累积油量。
这种量油装置结构简单，具有一定计量精度。
石油计量技术
油气计量——石油计量技术
Scroll Flo型多相流流量计是根据容积式计 量原理，同时结合密度测量，以此得油、 气、水混合物各相得质量流量。容积式结 构是一对相互啮合得螺旋状转子。
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油气计量——石油计量技术
MPEM-301 型 多 相 流流量计主要由 2PFM-201 流 量 计 和 OWM-201 含 水 分 析 仪两部分组成。 2PFM-201 流 量 计 是 一种气液两相流量 计，用于测量从泡 流至段塞流所有流 态中得气流流量和 液体流量。
储罐测量：用人工检尺或液位仪表测得储罐内油
液位高度，计算出体积量，同时按有关规程规定，测
出油温，测量出密度值和含水率，以便求出罐内不含
水原油及油品以质量为单位的油量。
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油气计量——石油计量技术
石油计量技术
2 靶式流量计
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油气计量——石油计量技术
2.1 简介
靶式流量计（Target Flowmeter，简称TGF） 是差压型流量计的一个品种，它的开发及在工业 上应用已有数十年的历史。我国于20世纪70年代 开发电动、气动靶式流量变送器，它是电动、气 动单元组合仪表的检测仪表。由于当时力转换器 直接采用差压变送器的力平衡机构，这种流量计 使用时不免带来力平衡机构本身所造成的诸多缺 陷，如零位易漂移，测量精确度低，杠杆机构可 靠性差等。
油气计量——石油计量技术
石油计量技术
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油气计量——石油计量技术
主要内容
1. 基本知识 2. 靶式流量计 3. 多相流量计量 4. 油井计量 5. 储罐计量 6. 量值溯源 7. 测量方法和仪表选择考虑因素 8. 油气流量自动控制
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油气计量——石油计量技术
石油计量技术
油田内部油气计量技术现状与发展趋势分析
油 田油井 生产 出 的伴 生气 ， 大部 分 是 含水 蒸 汽 的湿 气， 测量 这种气 体 的量 是 比较 困难 的 。用 孔板 流 量 计 测 量会 因节 流而形成 气 液两 相 ， 造成 无 法 计 量 。大庆 曾试 验用 自润滑 的气体 罗 次流 量 计测 量 ， 于气 中的水 蒸 汽 由 使润 滑油 的性能 变坏 ， 不 到 润滑 作 用 而 难 以完 成 。后 起 来 又采用 双转子 气体 流量 计 进 行测 量 ， 于该 流 量计 成 由
的智能 型旋进旋 涡气体 流量 计量 ， 性能稳 定 ， 计量准 确 度 经现 场应 用基本 能 满足 要求 ， 但受 其 量 程 比影 响低 流 量
１２ 测 量掺 液量 的仪 表 ．
对于采用掺含油污水加热集输的油井来说 ， 掺水量 必须测量 。由于掺人 的含油污水不仅温度高 ， 且容易结
质量 流量计 用 于测 量油 水 混 合 物 ， 大庆 油 田和辽 河 油 田 还专 门建 立 了质 量 流量 计 计 量 检定 装 置 ， 着 国产质 量 随 流量 计性 能 的不断 提 高 ， 流量 计 将 会得 到 进一 步 大 面 该
积推 广应 用 。
本较高 ， 清洗维护 的周期短而停用 。其 它油 田还试用过 涡街 、 涡轮流量计 均 难 以实 现 正 常计 量 。 目前 我 厂 采用
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姜 台 ：田 部 气 量 术 状 发 趋 分 长 等油 内 油 计 技 现 与 展 势 析
田
油 田内部 油 气 计量 技 术现 状 与 发展 趋 势分 析
油气计量技术-第6章 天然气流量计量标准装置及流量计检定
6.1 天然气流量计量标准装置
（一）钟罩式气体流量标准装置
➢ （2）工作原理
➢ 打开阀门23和调节阀22； ➢ 钟罩以一定速度下降，钟罩内气体通过导气管，经被检定的流量
计流入大气。 ➢ 当下挡板4遮住光电发讯器时，计时器开始计时，被检流量计同
时也开始计数，钟罩继续下降。 ➢ 当上挡板5遮住光电发讯器时，计时器停止计时，被检流量计同
，装置在工作过程中压力有波动，即压力波动。压力波动 应符合表6-1的规定。 ➢ （3）密封性 ➢ 装置在关闭进出口阀门后应密封。 ➢ （4）温度差控制 ➢ 应严格控制装置温度，以保证钟罩内的气体温度和液槽内 的液体温度之差符合表6-1的规定。
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6.1 天然气流量计量标准装置
（一）钟罩式气体流量标准装置 ➢ （5）计时器 ➢ 计时器的启、停应由钟罩上的光电发讯器发出的信号控制。
计时器的准确度应优于测量时间的0.1%，分辨力小于或等 于0.01s。 ➢ （6）装置的配套设备 ➢ 温度计：分度值小于或等于0.2℃。 ➢ 压力计：分辨力小于或等于10Pa。 ➢ 大气压力计：准确度优于0.1%。
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6.1 天然气流量计量标准装置
（一）钟罩式气体流量标准装置 ➢ 2. 钟罩式气体流量标准装置的结构与原理 ➢ （1）装置的结构 ➢ 装置一般由钟罩、液槽、发讯机构、压力补偿机构、气源和
试验管道等构成。如测量瞬时流量，则应配备计时器。若有 编码器等能自动检测钟罩位置，则可代替发讯机构。 ➢ 钟罩式气体流量标准装置结构如图6-1所示。
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6.1 天然气流量计量标准装置
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6.1 天然气流量计量标准装置
（一）钟罩式气体流量标准装置 ➢ （1）装置的结构 ➢ 钟罩1是一个上部有顶盖，下部开口的容器； ➢ 液槽2内盛满水或不易挥发的油，由于液封的作用，使钟罩
9油井油气水产量测量新技术
油井油气水产量测量新技术随着技术的发展以及油田管理和降低工人劳动强度、提高生产效率的需要，相继出现了许多可以对油井油、气、水产量进行综合测量的计量装置。
（1）三相分离计量三相分离计量是把油、气、水分离后分别计量，分离后原油含水较低（一般在30%以下），原油测量误差降低，不受油井含水率的影响。
但是，要想把特高含水原油分离成低含水原油并进行计量，工艺技术十分复杂，而且数量很大的游离水经常携带一部分原油，造成很大误差，且所需的设备仪表多、投资大、管理操作难度大、维修费用高。
（2）两相分离计量两相分离计量是将油井采出液分离成液体和气体，然后对其分别进行计量。
两相分离计量设备主要由两相分离器、气体流量计、液体流量计、含水分析仪等组成，气体流量计和液体流量计计量油井的产气量和产液量，含水分析仪测量分离出液体的含水率，由此计算出油井的油、气、水产量。
另一种形式的计量设备由两相分离器、质量流量计和气体流量计组成。
质量流量计测量分离出的液量，并计算出其中的含水率，从而测量出油井的油、气、水产量。
这种计算装置投资较少、操作简便，在我国油田中获得了较多的应用，不过因为用密度换算含水率非常不可靠，因此含水率只能做参考，该装置只能完成总液量的计量。
（3）不分离计量不分离计量是不分离油井采出液，将文丘里管、密度计或不同的流量传感器结合起来计量气体和液体的流量，液体部分用双γ射线密度计、电容、微波水含量监控仪来确定油和水的含量，从而计算出油、气、水各自的产量。
油气水不分离计量技术在占地面积等方面有很大的优越性。
但是油井采出液中的油、气、水等组分一般不是均匀混合的，他们以不同的速度流动，还可能相互作用形成蜡和氢氧化物，并且引起难以预料的复杂流态。
因此，开发具有广泛适用范围的流量计具有很大的难度，虽然国内外已经有多种实现油气水不分离计量的方案，但是成功投入使用的还很少。
为了实现多路单井来液的油气水三相混合液体的液量、油量、气量、水量和含水率的计算，杭州飞科电气有限公司研发生产了ALF18型油气水三相计量装置，主要应用于油田计量间。
油气计量技术现状与发展趋势分析
油气计量技术现状与发展趋势分析随着我国经济社会的不断发展，对石油的需求量一直在不断增加，油气资源的合理应用能够有效提高我国经济的发展，计量技术在石油行业的运用非常多，传统的计量方法已经不能满足对石油油气的计量，我国现有计量技术的特点非常多包含：重复性好，适应强度大，而且拥有智能的控制仪表，是测量液体流量的最佳方法之一。
标签：计量技术;发展趋势;分析计量油气的产量在石油产业中运用非常广泛，目前我国的石油资源逐渐减少，价格也在不断的增高，所以对石油的液体计量技术也在不断提高，传统的计量方法已经没有办法满足现在的形式需求，流量计经过不断的设计和研发具有很多的优点，主要包含：质地轻巧、精度高、可操作性强、方便安装等特点，经常用于不锈钢管道，并且没有腐蚀作用。
如果和其他设备共同使用，还能实现计量控制，超量报警的作用，是最理想化的计量仪表。
1油气计量技术现状油气计量技术主要表现在各种计量方法上，我国目前油气计量技术的主要应用包括：分离器自动玻璃管计量法、翻斗计量法、电极量油法等。
1.1分离器自动玻璃管计量法该技术是在分离器上安装一根大约长80厘米左右的管子，用于分离器进行连接，从而形成一个联通管式的玻璃管液面测量计。
分离器自动玻璃管计量法的工作原理是分离器中一定重量的油将水压到玻璃管内，根据玻璃管内水的上升高度与分离器中有量之间的关系可以计算出分离器中油的重量，同时计算出玻璃管内有免上升所需要的时间，能够有效计算出油井内油气的产量。
与其他计量技术相比较，该的操作比较简单，而且结构紧密，占地面积比较小，能够有效测量更大范围的油气，并且在进行测量的过程中不会对机械造成损伤。
该类型的流量计测量误差在1.05%左右，通过对该计量技术的不断改进和完善，计量技术的应用前景非常广泛，在使用的过程中应该注意误差存在，同时按照相关要求对设备进行维修和保养。
1.2翻斗计量法翻斗计量法所使用的设备主要包括量油器和计数器，翻斗计量法的主要工作原理是：将一个翻斗装满时就会形成翻倒排油，再有另一个翻斗装油，通过反复循环可以累计翻倒出的流量。
海默多相流计
海默多相流计行业背景多相流是一个复杂的多变量随机过程，多相流计量技术长期以来被公认为一个世界性技术难题。
多相流量计的商业化应用始于本世纪初期，目前已经发展成为新的油气田开发中首选的计量技术。
由于传统测试分离器计量工艺复杂，设备庞大，投资较大，油井三相计量问题长期困扰着油田开发，制约了油田开发效率。
多相不分离计量技术为油藏管理和生产优化提供较可靠的计量数据，在油气田的开发计量中节省投资、降低操作费用以及明显改善油藏管理等提供了激动人心的可能性。
该技术被国际上列举为决定未来油气工业成功的五大关键技术之一。
多相流量计的主要优势在于对被测油气水混合物不用进行相分离, 现场安装工艺简洁, 结构紧凑, 占空间小; 测量为实时、连续测量, 基本上可以做到无人值守, 不用人员干预; 仪表具有良好的可靠性和适用的准确度; 一次投资和维护费用低, 在采油生产中, 尤其在海洋石油和油井测试中具有很大的经济效益。
多相流量计的功能就是在不分离的情况下, 依赖一些流体参数的测量以给出三相流的油、水、气流量。
其基本原理是通过确定每一种组分的瞬时速度和截面占有率, 从而确定每一组分的量。
因此实现多相测量的关键是测量相分率和相流率。
油公司需要通过对油井有效的测试/计量数据来了解其每一个单井的实际生产情况/能力，实施有效的油藏管理和生产优化管理，最终提供采收率。
用传统三相测试分离器进行计量，由于体积庞大、系统复杂、人工干预、费用昂贵，无法实现无人职守。
多相流计量技术作为一种单井生产测量革命性的计量设备，可以提供油井产物在不分离的情况下油、气、水的在线实时流量数据，多相流计量技术是被行业内公认的传统三相测试分离器一种最经济有效的替代技术。
常用测量方法有伽玛相分率、互相关测量方法以及Vent uri 流量计的优化组合将是最有希望成功的多相流量计。
海默多相流计工作原理及技术特点海默多相流量计采用伽玛传感器测量相分率,采用互相关、文丘里流量计, 或互相关+文丘里结合的方法测量相流速。
功图法计量技术及现场应用
功图法计量技术及现场应用冯亚莉(大庆油田采油三厂) 摘要:功图量油作为一种计量技术,其原理可行,与计量间分离器量油相比,直接反映了油井泵的运行状况,人为影响因素少,具有重复性好、系统误差较小、精度较高的特点。
通过采用功图法计量技术,可提高油井的科学管理程度,降低油田建设投资,产生可观的社会效益和经济效益。
关键词:功图法;计量;应用1 功图法计量的关键技术在泵的有效冲程确定后,则泵功图油井产量可由下式计算q g=1440S e d2(n/B0)式中d为泵径(m);S e为有效冲程(m);n为冲次(次/min);B0为原油体积系数,无因次。
于是油井产量为Q=Kq g式中Q为油井产量(m3/d);K为修正系数,无因次;q g为泵功图产量(m3/d)。
从上式可以看出,当仪器测出泵功图产量后还必须乘以一个修正系数才能得出油井的实际产量,而这个修正系数则主要取决于示功图形状。
首先利用示功图的最大、最小载荷和最大位移(冲程)确定功图的水平外接矩形;然后找出与功图右下角部分相切且稳定的切线AB。
B点对应的冲程与总冲程之间的比值即为功图的基本相对有效冲程β值。
该方法具有传统方法不具备的普适性和稳定性。
其次考虑到饱满功图会比较接近总冲程,而实际产量却达不到这么高。
分析实际数据发现,饱满功图的实际β值,基本上保持在80%附近。
根据这一边界条件,采用了下述方法对相对有效冲程进行修正:在功图水平外接矩形右边上求得距离该矩形右下角点015倍β值的点C(以矩形下底边长度为单位长度1),连接该点与矩形左下角点O,过B 点做直线OC的垂线BD,垂足D到O点的距离与OC长度的比值即为修正后的相对有效冲程α,而修正系数K=α/018。
通过采集不同层系、不同功图、不同泵况的油井的大量现场数据,依据一定的理论基础,摸索出了不同泵况、不同功图条件下的修正系数经验值:①当功图分析正常时,采用修正系数110进行计产;②当功图反映出是气影响或供液不足时,采用修正系数017进行计产;③当功图反映出是微漏时,采用修正系数015～016进行计产;④当功图反映出是漏失时,采用修正系数012～014进行计产。
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主讲： 赖忠泽
国家原油大流量计量站成都天然气流量分站 电话：（028） 85605422
电子邮箱： laizz@
油气计量新技术
❖ 一、油气计量技术 ❖ 二、国际流量技术发展动态 ❖ 三、油气贸易计量现状与发展 ❖ 四、油气管道技术现状与发展
二、国际流量技术发展动态
数字信号处理（DSP）技术
流量测量仪表已经开始配备DSP（数字信号处理）仪器， 它在流量计量中有以下作用：
❖ 增加仪表的使用范围，即扩展低端及高端流量范围； ❖ 改善仪表表示值的精度； ❖ 估计测量的可知性； ❖ 检测出引起示值误差的过程工作条件的干扰； ❖ 对干扰定量化； ❖ 监视仪表的工作条件； ❖ 监视过程工作条件或其它过程仪表； ❖ 可以把各类仪表，如压力、温度、流量的信息综合在一
通运输、生物技术、科学实验、海洋气象、 江河湖泊
2.流量量值特点
❖ 1.不存在实物导出量，需在特定条件下由基本量 （长度、质量、时间、温度等）合成
❖ 2. 流量是一个动态量，它是一个只有当流体发 生运动时才实际存在的物理量，因此它不仅是基 本量的静态组合。
❖ 3. 流量量值需通过流体介质的物理变化得以反 映，因此用于校验的介质最好就是使用介质。
CFD仿真技术
❖ CFD（计算机流体动力学）仿真技术在流 量计量中至少有以下应用：
❖ 对差压或检测件的数值模拟，计算机实验 可达到与实流校验一样的水平。
❖ 对各类流量计安装影响干扰预测会普遍进 行，它可能大大提高各类流量计现场测量 准确度；
❖ 对流量计的结构设计进行预测，指导设计、 测试及投用的各过程。
起； ❖ 检测出相变； ❖ 检测出安装的问题
6、油气计量标准
❖ 1、概况 ❖ 2、发展动态 ❖ 1）有关标准孔板的标准 ❖ 2）有关质量流量计测量液态烃的API标准 ❖ 3）有关天然气测量的AGA标准 ❖ 4）有关液态烃静态测量的ISO标准
7、油气计量接轨
❖ 1、概况 ❖ 2、原油计量接轨 ❖ 1）原油品质及分类 ❖ 2）原油计量器具 ❖ 3）标准与规范 ❖ 4）标准参比条件
❖ 目前多相流流量测量的技术方法大概有3种： ❖ A．采用传统的单相流仪表和多相流测试模
型组合的测试方法； ❖ B．应用近代新技术，例如辐射线的技术，
激光技术，光纤技术，核磁共振技术，超声波技 术，微波技术，光谱技术，新型示踪技术，相关 技术，过程层析成像技术等； ❖ C．在成熟的硬件基础上，以计算机技术为 支撑平台，应用基于软测量技术的软测量方法。
7.流量量值准确度不高，目前最高准确度不高于 10-4原因在于其导出的、动态和综合的性质。
3.困难问题
❖ 现场使用特点 ❖ 流体特性的影响。 ❖ 流动特性的影响。
5、流量测量技术与仪表发展
❖ 正在制定的ISO标准《流量计选用指南》 列举了10类流量计，它们是：
❖ 1.差压式2.其它差压式3.容积式（定排量式） 4.转速式5.振荡频率式6.电磁式7.超声式8. 质量式9.热式10其它（混杂式）
超声波流量计
❖ 安装条件影响 ❖ 压力等运行工况的影响 ❖ 脉动流影响 ❖ 噪音的影响 ❖ 声道故障影响 ❖ 污染影响 ❖ 实流校准 ❖ 整流器效果实验 ❖ 外夹式气体超声流量计 ❖ 贸易计量用的液体超声流量计 ❖ 家用超声流量计
4、流量测量技术与仪表困难问题
❖ 1.流量测量技术与仪表的应用领域 ❖ 工业生产、能源计量、环境保护工程、交
❖ DSP在新型流量计中的使用； ❖ 噪音改善； ❖ 使流量计在现场使用中的许多难题得到缓
解。
流量量值传递
❖ 贸易计量交接中流量计的准确度问题； ❖ 国内与国际上量值的一致与传递； ❖ 装置的发展。
3、各类流量计近期的一些进展
❖ 1.音速喷嘴 ❖ 2.科氏质量流量计 ❖ 3.差压式流量计 ❖ 4.电磁流量计 ❖ 5.涡街流量计 ❖ 6.多相流流量检测 ❖ 7.超声波流量计
超声流量计
❖ 1.对超声流量计的研究试验掀起热潮。在 天然气中的应用；2个基本量。
❖ 2.尚待探讨的问题多。 ❖ 前途无量，路途遥远。
CFD（计算流体力学）
❖ CFD在流量计中的研究； ❖ 代替实流校准； ❖ 最大的贡献是它可以解决各类流量计受阻
流件的影响以及解决方法。
DSP（数字保证处理）技术
❖ 4. 存在于不同工作状态的流体介质表现出不同 的物理性质，因此流量量值在不同工作状态时必 须考虑这些因素的影响。
5.流量量值基准和工作仪表的准确度差别不可能 太大，它们的数量级差别不象基本量或其它 导出量那样大，量值传递时标准的误差一般 不能忽略，校准流量计时，误差估算比较复 杂。
6.由基准向工作仪表传递量值由于参比工作条件 难以维持，影响量渐趋复杂，误差估算难度 逐渐增大。
会议论文
差压式
容积式
涡轮式
涡街式
电磁式
超声式
科氏质
21
热式
音速喷 安装影 流量高 液体装 气体装 装置对
嘴
响
速器 置
置
比
2
19
16
10
29
40
4
流量基 准
多相流 测量
流速与 显示技 术
不确定 度分析
其它
4
24
4
18
64
2、国际流量界的热点问题
❖ 超声流量计 ❖ CFD（计算流体力学） ❖ DSP（数字保证处理）技术 ❖ 流量量值的一致与传递
❖ 1、最近几年国际流量测量学术会议 ❖ 2、国际流量界的热点问题 ❖ 3、各类流量计的近期一些进展 ❖ 4、流量测量技术与仪表困难问题 ❖ 5、流量测量技术与仪表发展 ❖ 6、油气计量标准 ❖ 7、油气计量接轨
1、最近几年国际流量测量学术会议
❖ 2000-2004年的4次国际流量学术会议 ❖ 2000.6.5-8，巴西萨尔瓦多（salvador） ❖ 2001.5.7-10，苏格兰皮布尔斯（pbles） ❖ 2002.4.7，美国华盛顿阿林顿（Arlington） ❖ 2004.9，中国桂林
❖ 发展趋向：
❖ 1.加强基础性工作，确保仪表长期稳定工 作；
❖ 2.仪表智能化－－自诊断技术的发展； ❖ 3.数值模拟和计算机实验的应用－－CFD
仿真。
仪表发展展望
❖ a.流量计品种的发展； ❖ b.多相流流量测量； ❖ c.CFD仿真技术； ❖ d.数字信号处理（DSP）技术
多相流流量测量