一種單井原油油氣產(chǎn)量直接計量方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種單井原油油氣產(chǎn)量直接計量方法，將單井單位時間t內(nèi)生產(chǎn)的油水混合物置于可壓縮密閉容器中，測量壓縮前后:密閉容器的體積，壓縮前體積為V1，壓縮后體積為V2；和，密閉容器中氣體的壓力，壓縮前的壓力為P1，壓縮后的壓力為P2；和，密閉容器中氣體的溫度，壓縮前的溫度為T1，壓縮后的溫度為T2；油水混合物的體積為單井油水混合物的體積流量為V液/t。本發(fā)明提供的方法通過體積壓縮法，利用液體和氣體壓縮前后的差異性能夠快捷并且準確地獲得氣相和液相的體積流量，進而獲得油、氣、水三相的質(zhì)量流量。測量過程無需進行油、氣、水三相分離，測量方法簡便，在流量測量過程中還能同時實現(xiàn)原油的冷輸。
【專利說明】一種單井原油油氣產(chǎn)量直接計量方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及原油計量領域，尤其涉及一種單井原油油氣產(chǎn)量直接計量方法。

【背景技術】
[0002] 油田產(chǎn)油量是油田性能的重要指標。對于原油的計量是油田產(chǎn)量的直接表示。
[0003] 油田在不同區(qū)域分布不同的油井進行采油。目前國內(nèi)的采油企業(yè)，絕大多數(shù)采用 注水采油技術。注水采油技術是利用注水設備把質(zhì)量合乎要求的水從注水井注入油層，保 持油層壓力，驅(qū)替地下原油至油井，是一種人為地將水注入儲油層孔隙中，以水作為驅(qū)替劑 將更多的原油從油層中驅(qū)替出來的一種采油技術。注水可以提高油田開發(fā)速度和采收率， 而且經(jīng)濟效益好，因此注水開采已成為眾多油田開發(fā)的主要方式。
[0004] 自油井直接采集的原油，其含有采油時注入的水，且有從石油中分離出來的天然 氣，因此為油水氣混合物，一般還含有砂石、蠟、鹽等雜質(zhì)。因此，采油企業(yè)一般設置處理站， 進行除砂石雜質(zhì)、油水分離、除鹽等操作，并將油水氣分離得到的水重新返回油井注入地 下。
[0005] 因此，目前油田油量計量方式采取將多口油井通過管線匯總輸送至計量站進行統(tǒng) 一計量。
[0006] 原油計量主要有兩種方式：一種是流量計測量；另一種是儲罐測量。
[0007] 流量計測量通常是用流量計測量出石油的體積流量，再用相應的方法測出石油的 密度值、含水率以及有關的溫度和壓力值，以便求出不含水原油及油品在標準條件即溫度 是20°C，壓力為一個標準大氣壓0. 101325MPa下以質(zhì)量為單位的油量，如CN103244099A公 開了一種杠桿式流量計，結構緊湊，安裝方便，抗干擾能力強，可在高壓環(huán)境下實現(xiàn)井下流 量的精確測量。但是，剛采出的原油含有泥沙及油氣，所述泥沙和油氣混在或混溶在原油的 油水混合物中，因此當直接采用流量計測量時，比如轉(zhuǎn)子流量計，油水混合物中的泥沙、揮 發(fā)出的油氣會堵塞、干擾轉(zhuǎn)子流量計的測量，所述測量數(shù)據(jù)不準確，甚至所述流量計被堵塞 以至于完全不能工作。
[0008] 儲罐測量是用人工檢尺或液位儀表測得儲罐內(nèi)油液位的高度，計算出體積量，同 時按有關規(guī)程規(guī)定，測出油溫、密度值和含水率，以便求出罐內(nèi)不含水原油及油品以質(zhì)量為 單位的油量。如CN203672441U公開了一種用于石油計量的計量罐，能夠完全避免人工讀 取玻璃液位計的數(shù)據(jù)時造成的誤差，并大大提高安全性；CN103471676A公開了一種不穩(wěn) 定流量液體在線流量測量裝置，能夠?qū)α黧w流量進行正確測量和調(diào)節(jié)。
[0009] 但是，計量站統(tǒng)一計量的方式無法實現(xiàn)單口油井產(chǎn)量的計量，也就無法了解單口 油井的產(chǎn)油情況，而且對于輸油管線的損失（漏油等）無法估算，造成計量值與產(chǎn)油量有很 大的誤差。對于新鉆油井來說，由于是單口油井無法實現(xiàn)集中計量，而單獨建立計量站成本 太高，不經(jīng)濟。因此，急需能夠?qū)崿F(xiàn)單口油井計量的裝置，且要求流量計量裝置防爆、準確可 靠、維護簡單方便、成本較低、實現(xiàn)容易等。
[0010] 原油單井計量一直是一個世界性的難題，這是因為原油的直接計量有很大的挑戰(zhàn) 性：原油成分復雜；原油環(huán)境復雜；原油流動復雜。因此，研制能夠滿足原油開采工況的原 油準確計量裝置有很大的技術難度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的之一在于針對現(xiàn)有技術的不足，提出一種單井原油油氣產(chǎn)量直接計 量方法及實現(xiàn)該方法的裝置。
[0012] 本發(fā)明的單井原油油氣產(chǎn)量直接計量方法可以有效地克服單井原油計量存在的 困難，準確、快捷地測出原油中油、氣、水的流量。本發(fā)明提供的測量方法簡便，測量過程無 需進行油、氣、水三相分離，并且在計量的過程中不影響原油的運輸，還能同時實現(xiàn)原油的 冷輸。
[0013] 為達此目的，本發(fā)明采用以下技術方案：
[0014] 本發(fā)明所述的方法及裝置的工作介質(zhì)為原油。本領域的技術人員均知，新開采出 的原油含有水，故為油水混合物，以下簡稱為"液"。新開采出的原油會揮發(fā)產(chǎn)生氣體，為原 油伴生氣，以下簡稱為氣。所述可壓縮密閉容器中含有油水氣三者的混合物。
[0015] 一方面，本發(fā)明提供了一種單井原油油氣產(chǎn)量直接計量方法：
[0016] 所述方法為，將單井單位時間t內(nèi)生產(chǎn)的油水混合物置于可壓縮密閉容器中，測 量壓縮前后：
[0017] 密閉容器的體積，壓縮前體積為V1，壓縮后體積為V2;和，
[0018] 密閉容器中氣體的壓力，壓縮前的壓力為P1，壓縮后的壓力為P2;和，
[0019] 密閉容器中氣體的溫度，壓縮前的溫度為T1，壓縮后的溫度為T2; /3 /> />
[0020] 油水混合物的體積為Gs=K-#(「1 -G)/ (#-#)，單井油水混合物的體積流 量為v?/t。
[0021] 進一步地,測量所述油水混合物的密度Pa,單井單位時間t內(nèi)生產(chǎn)的油水混合物 的質(zhì)量為m液=P液V液；按照公式m油=(V液P水P油-m液P油）/(P水-P油）計算得出m油， 則單井原油的質(zhì)量流量為n^/t，體積流量為V油=m油/p油t，水的質(zhì)量流量為（m液-m油）/ to
[0022] 優(yōu)選地，所述油水混合物在置于可壓縮密閉容器之前先進行脫除固體顆粒的預處 理，所述固體顆粒是砂石。
[0023] 本發(fā)明所述的單位時間t為可壓縮密閉容器完成一次壓縮所需的時間，本領域技 術人員可以根據(jù)具體的現(xiàn)場情況及具體要求進行選擇，典型但非限制性的實例包括，時間 為 0·ls-120s，優(yōu)選 0· 5s-10s，進一步優(yōu)選 0· 8-3s，例如 0· 9s、ls、l. 5s、2s、2. 5s或 2. 9s。
[0024] 本發(fā)明原油計量方法可適應實際中較大流量變化的工況測量，單位時間t越長， 所測量原油的流量越?。环粗?，單位時間t越短，所測量原油的流量越大。
[0025] 本發(fā)明所述的體積壓縮可為一次或多次壓縮，優(yōu)選為穩(wěn)定的往復運動多次壓縮。
[0026] 本領域的技術人員均知，開采出的原油在放置過程中會揮發(fā)出氣體，因此本發(fā)明 原油油氣產(chǎn)量的直接計量采用體積壓縮法，利用氣體的可壓縮性與液體的不可壓縮性，將 單井單位時間t內(nèi)生產(chǎn)的油水混合物置于密閉容器中，該密閉容器可被壓縮，密閉容器壓 縮前的狀態(tài)為狀態(tài)1，壓縮后的狀態(tài)為狀態(tài)2。壓縮前密閉容器的體積為V1，其中氣體和油 水混合物體積分別為^^和Va，氣體的壓力和溫度分別為P1和T1 ;壓縮后可體積為V2，其中 氣體和油水混合物體積分別為Va，氣體的壓力和溫度分別為P2和T2 ;對于壓縮前 和壓縮后兩個狀態(tài)分別有：
[0027] V1 =V液+V氣 (1)
[0028] V2=V液+V氣壓 * ⑵
[0029] 式⑵-⑴有：
[0030] V2-V1 =V氣壓縮-V氣 （3)
[0031] V2與V1可由測量得到，故V2與V1為已知。
[0032]V氣=V氣壓縮 + (V1-V2) ⑷
[0033] 密閉容器內(nèi)的氣體在壓縮前后的壓力PpP2與壓縮前后的溫度1\、T2分別由壓力 傳感器與溫度傳感器提供，為已知數(shù)據(jù)。代入氣體狀態(tài)方程有：
[0034] P1V氣/T1 =P2V氣壓縮/T2 (5)
[0035] 聯(lián)立式⑷和（5)從而求得：

【權利要求】
1. 一種單井原油油氣產(chǎn)量直接計量方法，其特征在于，將單井單位時間t內(nèi)生產(chǎn)的油 水混合物置于可壓縮密閉容器中，測量壓縮前后： 密閉容器的體積，壓縮前體積為Vi,壓縮后體積為V2 ;和， 密閉容器中氣體的壓力，壓縮前的壓力為Pl,壓縮后的壓力為;和， 密閉容器中氣體的溫度，壓縮前的溫度為Tl,壓縮后的溫度為Ts ; 油水混合物的體積為Kl = K ，單井油水混合物的體積流量為 V 液 /to
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，測量所述油水混合物的密度P ?，單井單 位時間t內(nèi)生產(chǎn)的油水混合物的質(zhì)量為m液=P液V液浪照公式m油=(V液P 7K P油-m* P 油）/(P 7JC-P ?由）計算得出m油，則單井原油的質(zhì)量流量為m,由/t,單井原油的體積流量為V油 =111油/口油1:，水的質(zhì)量流量為（1]1液-1]1油）/1:。
3. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，按照公式￥氣二Vi-V^ ; ，計 算得出V氣,sta，則密閉容器中氣體的質(zhì)量m氣=P氣,StaV氣,sta，氣體的質(zhì)量流量為m氣/t。
4. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，在將油水混合物置于可壓縮容器之前，對 所述油水混合物進行去除固體顆粒的預處理。
5. 根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，所述固體顆粒為砂石顆粒。
6. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述可壓縮密閉容器的體積由光柵尺間 接測量得到。
7. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述可壓縮密閉容器由電機或內(nèi)燃機驅(qū) 動的曲柄連桿機構、直線電機或液壓系統(tǒng)驅(qū)動。
8. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述可壓縮密閉容器直接連接到油井的 輸油管道上。
9. 根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，所述可壓縮密閉容器與輸油管道的連接 方式為固定式或可移動攘裝式。
10. 根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，所述可壓縮密閉容器入口端與出口端均 連接到油井的輸油管道上，并具有旁路連通； 優(yōu)選地，所述可壓密閉容器的入口端與出口端均通過控制閥連接于輸油管道； 優(yōu)選地，所述控制閥由機械和/或電控制。
【文檔編號】E21B47/00GK104265265SQ201410436167
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月29日 優(yōu)先權日:2014年8月29日
【發(fā)明者】袁伯利, 李南春, 齊文東, 戴剛, 王雄, 田心春, 戴群特 申請人:荊州市明德科技有限公司