延安某氣田單井流量計(jì)存在的問(wèn)題及解決方法

本文介紹了延113～延133氣田井區(qū)使用的旋進(jìn)旋渦流量計(jì)和均速管流量計(jì)工作原理，具體闡述了旋進(jìn)旋渦流量計(jì)和均速管流量計(jì)存在的問(wèn)題及解決方法。掌握流量計(jì)的工作原理及設(shè)置參數(shù)，降低偏差是必要的，目的是為了更加準(zhǔn)確地分析氣井動(dòng)態(tài)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)兩種單井流量計(jì)的計(jì)量準(zhǔn)確度和實(shí)際運(yùn)行情況及數(shù)據(jù)分析對(duì)比，利用實(shí)際工況下對(duì)流量計(jì)設(shè)備損壞程度及附件更換頻率，并通過(guò)數(shù)據(jù)計(jì)算，得出均速管流量計(jì)測(cè)量結(jié)果更加準(zhǔn)確，更適合該氣田井區(qū)。

引言

本文介紹了延 113 ～延 133 氣田井區(qū)使用的旋進(jìn)旋渦流量計(jì)和均速管流量計(jì)工作原理，具體闡述了旋進(jìn)旋渦流量計(jì)和均速管流量計(jì)存在的問(wèn)題及解決方法，目的是掌握流量計(jì)的工作原理及設(shè)置參數(shù)，降低偏差，準(zhǔn)確分析氣井動(dòng)態(tài)。

延 安 氣 田 延 113 ～ 133 井 區(qū) 項(xiàng) 目 年 產(chǎn) 氣 量 可 達(dá)13.3×108m3，目前涉及累計(jì) 35 座井場(chǎng)，205 口氣井。其中，29 座井場(chǎng)，172 口單井采用差壓式原理計(jì)量，6 座井場(chǎng)，33 口井采用旋進(jìn)旋渦流量計(jì)計(jì)量。

通過(guò)對(duì)比傳統(tǒng)差壓流量計(jì)，尤其是以孔板為代表的節(jié)流式差壓流量計(jì) [1]，發(fā)現(xiàn)對(duì)其前后直管段有著嚴(yán)格要求的特點(diǎn)。因此，該項(xiàng)目選取了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在相同條件直管段下測(cè)量精度更高、壓損小，內(nèi)部無(wú)可動(dòng)部件 [2]，安裝維護(hù)更方便的均速管流量計(jì)。同時(shí)，該項(xiàng)目選取了具有長(zhǎng)期運(yùn)行無(wú)需特殊維護(hù)，無(wú)機(jī)械可動(dòng)部件，通用性和互換性較好，集成度高、體積小等特點(diǎn)的旋進(jìn)旋渦流量計(jì)，形成了與差壓式流量計(jì)的鮮明對(duì)比。天然氣流量計(jì)在計(jì)量中的準(zhǔn)確性尤為突出，考慮實(shí)際使用過(guò)程中影響因素較多，在分析問(wèn)題時(shí)，需要對(duì)應(yīng)用設(shè)備的工作原理仔細(xì)斟酌，與專業(yè)技術(shù)人才深入交流，以提高天然氣的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量準(zhǔn)確度并及時(shí)采取合理措施，提供有力指導(dǎo) [3]，這樣才能更加有效地進(jìn)行氣井流量的動(dòng)態(tài)分析監(jiān)測(cè)。

1 旋進(jìn)旋渦流量計(jì)

1.1 工作原理

旋進(jìn)旋渦流量計(jì)工作原理是 ：當(dāng)流體進(jìn)入流量傳感器時(shí) [4]，入口處的導(dǎo)流葉片迫使軸向的流體旋轉(zhuǎn)并在收縮段內(nèi)。由于流體的加速流動(dòng)使旋轉(zhuǎn)流的中心產(chǎn)生旋渦流，這時(shí)，隨著管載面積的縮小，旋渦流集中在中心軸上。當(dāng)旋渦流進(jìn)入擴(kuò)散段時(shí)，由于流速減慢，旋轉(zhuǎn)流體受到回流的作用，開(kāi)始做二次旋轉(zhuǎn)，旋渦流出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，形成渦流進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象。此時(shí)的旋渦頻率與介質(zhì)的流速成正比，并為線性，由壓電傳感器檢測(cè)的微弱電信號(hào)經(jīng)前置放大器放大、濾波、整形輸出給積算儀，并進(jìn)行處理運(yùn)算，顯示壓力、溫度、瞬時(shí)流量和總量。

1.2 存在的問(wèn)題

1）流量計(jì)經(jīng)項(xiàng)目投產(chǎn)調(diào)試正常投用后，運(yùn)行期間多數(shù)流量計(jì)瞬時(shí)流量測(cè)量值不穩(wěn)定、偏差較大，無(wú)法通過(guò)SCADA 遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù)對(duì)單井產(chǎn)量進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，無(wú)疑對(duì)生產(chǎn)技術(shù)分析造成困擾。

2）設(shè)備附屬檢測(cè)元件故障，損壞程度和更換頻率高。單井開(kāi)井運(yùn)行條件下，流量計(jì)電源供電正常，但流量計(jì)瞬時(shí)量一直保持為 0，無(wú)輸出信號(hào)，對(duì)單井和井場(chǎng)流量總量的計(jì)量出現(xiàn)偏差。

3）工藝因素原因造成流量計(jì)測(cè)量誤差。單井關(guān)停井后，流量計(jì)仍可以檢測(cè)到流量，有輸出信號(hào)，造成單井運(yùn)行狀態(tài)分析誤判；井下增產(chǎn)作業(yè)的不合理，出現(xiàn)設(shè)備測(cè)量偏差。

1.3 原因分析及解決方法

1.3.1 瞬時(shí)測(cè)量值不穩(wěn)定

1）氣井采氣管線中含有雜質(zhì)，例如出現(xiàn)的黑色固體塊狀物、壓裂砂、泡排后帶出的其他雜物等，致使葉輪片被打壞或者將旋渦發(fā)生器直接打穿，致流量計(jì)無(wú)法正常工作，造成測(cè)量偏差。排除此類故障的方法，需要將過(guò)濾器的濾芯更換為加強(qiáng)濾芯，對(duì)出砂井增加除砂器。

2）流量積算儀的前置放大器靈敏度過(guò)高或過(guò)低，有多計(jì)、漏計(jì)脈沖現(xiàn)象，導(dǎo)致瞬時(shí)流量偏差較大，排除此類故障，需要更換前置放大器。

4）管道內(nèi)無(wú)天然氣流動(dòng)或流量低于始動(dòng)流量，從而無(wú)法輸出流量。這種情況下，需要對(duì)單井作出調(diào)整，比如調(diào)整采氣樹(shù)的針。

3 結(jié)論與展望

通過(guò)對(duì)延 113 ～延 133 氣田的氣井兩種流量計(jì)的分析，旋進(jìn)旋渦流量計(jì)根據(jù)其設(shè)備的特點(diǎn)及結(jié)構(gòu) [6]，更適用于計(jì)量比較純凈的干氣氣體介質(zhì)，在天然氣下游銷售終端計(jì)量領(lǐng)域使用較多。均速管流量計(jì)結(jié)合具體流體檢測(cè)條件和流量傳感器 [7] 自身的優(yōu)點(diǎn)，在測(cè)量介質(zhì)較差的環(huán)境下，仍能保持較好的測(cè)量性能，也更適合延 113 ～延 133 項(xiàng)目的選用。

在油氣工業(yè)發(fā)展中，上游氣井的計(jì)量偏差日漸備受關(guān)注，無(wú)論對(duì)其計(jì)量的準(zhǔn)確度還是對(duì)其設(shè)備的精確度要求會(huì)越來(lái)越高，目的是為了更加有效地進(jìn)行氣井動(dòng)態(tài)分析監(jiān)測(cè)，以及為數(shù)字化氣田的建設(shè)提供更可靠的保障。