油井计量方法及误差分析

轩慎文; 赵振堂

油井计量方法及误差分析

轩慎文^{1, *},
赵振堂²

1.
中原石油勘探局采油工程处
2.
中原石油勘探局设计院

详细信息

作者简介:
轩慎文工程师, 1967年生, 1989年毕业于西南石油学院石油储运专业。现从事油田油气集输、地面工程工作

*457001, 河南省淮阳市中原路; 电话: (0393)4824941。

计量
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出版历程
- 收稿日期: 1995-12-11
- 网络出版日期: 2023-08-23
- 刊出日期: 1996-07-24

Metering Method and Error Analysis of Oil Well

Xuan Shenwen^{1, *},
Zhao Zhentang²

摘要

摘要: 油井产出物的准确计量是获取较高采收率的重要前提, 是保障油田稳产、高产的基础。介绍了两相分离器配流量计和在线含水分析仪测含水、两相分离器配流量计和在线密度计测含水、三相分离器配流量计和在线含水分析仪测含水三种油井计量方法, 分别对其日产原油量及综合误差进行分析。通过讨论确定误差公式中油井计量采样误差δ_b、工作条件附加误差δ_F以及含水分析仪在原油计量中造成误差的取值, 得出, 采用第一种计量方法使计量精度达到现行部颁标准是不现实的, 第二种计量方法对于高含水原油, 要使其原油计量综合误差达到5%也很困难, 而第三种计量方法可使油井原油计量误差小于±5%, 提高了原油计量精度。
- 油井 /
- 原油计量 /
- 方法 /
- 误差分析
Abstract: The accurate metering of the oil well effluent is the major premise to higher recovery efficient, also is the basis to stable oil production and high-yield in oilfield. There in-line water cut metering methods for oil well are introduced, which are analyzer installed on the two-phase separator with flow meter; densimeter with the same device as the said above, and analyzer installed on the triphase separator with flow meter. The comprehensive errors in the measure of the daily output of crude are analyzed respectively. By determining δB, the sampling error in the error formula for oil well metering, δF, , the additional error for operational conditions and the value collected for the water cut analyzer during metering, it concludes that the first method is not practical to reach the current standard issued by CNPC in metering accuracy; the second method is also difficult to come up to 5% in comprehensive error for the oil with high water cut in oil metering; while the third method can increase the metering accurately with its metering error less than ± 5%.
- oil well /
- crude oil measurement /
- method /
- error analysis

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准确的计量油井产出物是科学地开发油田、获取较高采收率的重要前提; 是进行油田开发动态分析、制定与调整油田开发方案的主要依据; 是油田稳产、高产的基础。随着油田开发时间的延长, 原油含水率上升,油井原油计量误差增大, 因此, 油井计量工艺必须采取相应的技术措施。现介绍三种油井计量方法, 并对计量误差作一简要评述。

一. 用两相分离器配流量计和在线含水分析仪测含水

中原油田油井计量多采用两相分离器, 油气产量采用仪表计量,系统结构如图 1。

图 1 油井油气分离计量系统示意图

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采用该方法日产原油的计算公式为:

(1)

式中 Q——某油井日产原油量, t/d;

V_H——某一间隔时间内流量计测得的油井产液累积量, cm³;

W——油井产液含水率;

ρ₂₀——原油标准状态下密度,t/m³;

t——某油井计量时间,h。

根据误差原理, 由式(1)得出油井原油产量综合误差公式:

(2)

式中 δ_y——单井原油产量综合误差;

δ_L——流量计测量误差;

δ_M——密度计测量误差;

δ_B——油井计量采样误差;

δ_F——工作条件附加误差0~50%,ΔW=±2%;

ΔW——含水分析仪测量误差0~100%,ΔW=±3%;

W——油井产液含水率。

δ_B的取值: 一天内油井产量是不平稳的,含水率是波动的, 利用短时间的计量数值推算全天的产油量,本身存在较大的误差,该误差称为油井计量采样误差。计量采样误差对于不同的油井是不相同的, 有的油井产量波动小, 有的波动大, 有的间隙出油。此外, 计量采样误差还与油井计量制度有关,如计量时间的长短和计量次数的多少等。根据经验数据,该误差在2%~20%之间变化,且大部分数据在2%~ 4%左右。在本文分析中δ_B取±3%。

δ_F的取值: 在油井计量工艺中, 不论是采用两相还是三相分离器, 分离器排出的油相中均含有一定量的溶解气和夹带一些气泡, 而且油井产量的波动、含水率的变化会引起分离器内温度、压力的变化, 影响产量的计算精度。以上原因造成的误差约在±1%左右。

ΔW/(1-W)的数值: 对于不同的含水率, ΔW/(1-W)的数值不同。目前使用的在线原油含水分析仪精度一般为±3%, 不考虑其它因素, 精度±3%的原油含水分析仪在原油计量中造成的误差见表 1。

表 1 含水分析仪在原油计量中造成的误差 %

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根据不同含水, 由公式(2)求出单井日产原油的综合计量误差:

由以上数据看出, 在原油含水分析仪精度提不高的情况下, 高含水期油井计量采用两相分离器配含水分析仪的方法, 要求计量精度达到现行部颁标准^〔1〕是不现实的。

二. 用两相分离器配流量计和在线密度计测含水

该方法的计量过程与两相分离器配流量计在线含水分析仪测含水相同, 只是采用在线密度计测定油井产出液的含油率, 以克服含水分析仪精度低的缺点, 系统结构同图 1.将图 1中的含水分析仪换成密度计。

采用密度计测量油井产液含油率, 是把油井产出的原油和水的密度作为常数。经推导得出含油率的计算公式:

(3)

式中 N——油井产出液的含油率;

ρ_y——油井产出液中原油的密度, t/m³;

ρ_S——油井产出液中水的密度, t/m³;

ρ_H——密度计测出的油水混合物密度, t/m³。

从公式(3)可以看出含油率的误差影响来源于ρ_y、ρ_S、ρ_H的测量误差, 当原油密度测量精度d_ρρ= 0.05%、水密度测量精度d_ρρ=0.02%、油水混合物密度采用d_ρH=0.1%的在线密度计时, 并设ρ_y= 0.85%、ρ_S=1.0, 由公式(3)求出δ_y1