海上油田稠油单井计量解决方案

22 2019-03-20

稠油是石油烃类能源中的重要组成部分。中国的稠油储量非常丰富,是除美国、加拿大、委内瑞拉之外的第四大稠油生产国。随着海上油田轻质油开采储量日益减少(尤其是渤海油田)、油气开采技术不断提高,稠油开采所占比重不断增大。如何降低成本、充分地开采稠油和超稠油,是我国石油开采面临的大问题。目前,我国陆上油田的稠油开发已经积累了一定的经验,但是海上油田的稠油开发刚刚起步,由于海上环境的特殊性,稠油开发面临着各种困难与挑战。




在原油开采过程中,连续、实时计量油井产物中各组分的体积流量或质量流量非常重要,能够帮助生产者了解地层油气含量及地层结构的变化,进而优化生产,提高油田采收率。



几种单井计量方法比选分析


1.多相流量计计量

采用不分离式多相流量计对稠油计量,可避免分离效率低导致计量精确度低的问题, 实现在线动态实时精确计量。在线式多相流量计一般联合采用下列二种或多种测量技术:放射性、声波或电子信号相关法,以及电容、微波技术、V 锥体压差法、中子探测脉冲、伽玛吸收、差压式或容积式流量计等。


2.称重式计量装置

自 2003 年起,称重式计量装置开始应用于稠油在线计量。该装置消除了由于油中含气造成的假体积而带来的测量误差。目前,称重式计量装置在辽河油田、胜利油田等地仍在广泛应用。


3.自平衡双罐稠油计量装置

针对称重式计量装置的缺点,中国石油研发了自平衡双罐稠油计量装置。


4.泡沫原油油气分离器(改进的计量分离器)

通常,用于油井生产计量的分离器是由碰撞式初级分离头、气体除雾器等部件组成,内部构件设置简单,且针对性差,仅仅依靠重力进行油、气、水三相分离,分离效率低,尤其不适用于重质稠油。为了适应稠油计量,2002 年,胜利设计院对传统分离器的内部结构进行了改造创新,研制出了泡沫原油油气分离器。

该装置由旋流预分离器、布液管、缓冲板、拉泡器、液体稳流板及气体分气包等组成。



结论与建议


稠油的特性导致其很难通过密度差进行重力分离。采用传统分离器分离,分离后的液相中通常含气,使得流量计计量不准确,甚至无法计量。此外, 传统分离器的体积、重量、压力损耗均较大,不适用于海上油田稠油计量。根据调研与分析,对海上油田稠油计量方案选择给出以下建议:


1)称重式计量装置在辽河油田、胜利油田等地应用较为广泛,但该装置对起泡原油、含饱和蒸汽量较大的原油的计量误差较大(20%~40%)。该装置内部构件复杂,可动部件较多,频繁动作时容易损坏,尤其是在海上油田应用,后期维护量较大。此外,当原油含气量较少时,该装置会存在压液面排油困难的问题。目前,该装置没有在海上油田应用的业绩。


2)多相流量计技术采用文丘里+伽玛射线的原理,不需要气液分离,且对黏度上限没有明确要求, 只要原油在流量计内能够流动即可,较适合稠油计量。


3)应用双分离器和改进的分离器的计量方法可以列入考虑范畴,但是需要与设计单位共同研发, 因其属于专利产品,而且应用较少,应用效果有待考察。尤其是这类装置是否存在压液面困难、是否会产生堵塞、双分离器是否能成功克服稠油挂壁的影响都有待于进一步考量。


4)在海上油田开发过程中,尤其是对边际油田的开发中,平台空间的大小对开发投资的影响较大, 因此,应当尽量采用结构紧凑、简洁的装置。所以, 在稠油计量设备选型过程中,不可忽略设备尺寸的比选。



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