含气原油的含水率在线测量

2019年05月23日

    含气原油含水率的在线测量一直是世界性的技术难题,在ALC05系列井口专用含水分析仪问世前,有以下几种解决办法:

 

     1. 对于工况条件下气液比例不超过5%的气液混合介质,使用双探头的放射性原理的在线含水仪,由于仪表的散射探头能较为精确的测量游离气泡的存在比例,通过补偿算法能可靠去除含气对含水率测量结果的影响。该产品的缺点是不能适应大的含气比例,并且对油和水的密度、矿化度变化比较敏感,很难适应国内油田普遍处于二、三次采油的工况;

    2. 目前油田采油厂使用普遍的是气液分离器加普通含水仪的解决方案:多口单井的管线进入计量间,经多通阀选通后进入气液分离/计量装置,在液相出口使用普通的含水率测量仪表测量含水率。该方案是一个成套的装置,含水率的测量精度取决于气液分离的程度,受分离器体积和停留时间的影响,气液分离效果很难保证,因此含水率测量也不可靠;

 

     针对井口原油含水率在线测量,目前还有以下几个版本不靠谱的忽悠:

 

    1. 普通含水仪改改软件就能用在井口测含水率. 普通含水仪不管是"高频低频射频.../中波短波微波.../电容电导阻抗导纳..."的原理,基于单参量的基本测量,根本不能解决含气-含水-杂质等多参量变化的测量问题,就像不能通过一个方程式求出多个变量的解.而市场上往往有供应商以各种理由在用户处忽悠,有的还"据说"用的不错,原因就是单井短时间含气等变化不大,供应商所谓的调试就是凑了一个数,而当井况确有变化时,肯定测不准而误事;

    2. 使用质量流量计,既能测量含水,又能测量液量. 这更是被证明不靠谱的事情. 常用的质量流量计以振动管为传感器,振动管的特征振动频率与流经振动管的质量流量成一定数学关系,这是目前主流质量流量计的基本原理.它的特点是可以测量一定范围内的质量流量,但用在井口,实在不靠谱,原因如下:

  1. 振动管的流量测量不能从0开始测量,有一定的测量范围,而井口磕头机上下冲程完全可能形成脉动的液体流量,不能测量;
  2. 气量的变化和含水率的变化都能造成平均密度的变化, 即使仪表测出了密度变化,但不可能知道是哪个因数造成的变化,所以不可能准确计算含气量和含水率,而按照质量流量计换算的原理,1%的含气变化可能就造成5%-10%的含水误差;
  3. 即使不含气,井口流速也均匀,质量流量计也能准确测量质量流量,但由于地下工况和注采工艺的变化,油和水的密度值不可能恒定,所以根本就不可能换算出油水比例;d 实践证明,质量流量计即使使用在联合站外输口等相对良好的工况条件下,由于振动管内壁结垢结蜡等原因,基本不能长期可靠运行;e 质量流量计的安装一般要求一个无振动的基座,而井口由于抽油机运动和含气冲击的原因,管线冲击和振动不可避免. 有的用户"据说"在井口用的也不错:只能说短期可以凑,长期肯定废.
来源:杭州飞科电气PK10计划

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