延安某氣田單井流量計存在的問題及解決方法

本文介紹了延113～延133氣田井區(qū)使用的旋進旋渦流量計和均速管流量計工作原理，具體闡述了旋進旋渦流量計和均速管流量計存在的問題及解決方法。掌握流量計的工作原理及設(shè)置參數(shù)，降低偏差是必要的，目的是為了更加準確地分析氣井動態(tài)。通過現(xiàn)場對兩種單井流量計的計量準確度和實際運行情況及數(shù)據(jù)分析對比，利用實際工況下對流量計設(shè)備損壞程度及附件更換頻率，并通過數(shù)據(jù)計算，得出均速管流量計測量結(jié)果更加準確，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)使用的旋進旋渦流量計和均速管流量計工作原理，具體闡述了旋進旋渦流量計和均速管流量計存在的問題及解決方法，目的是掌握流量計的工作原理及設(shè)置參數(shù)，降低偏差，準確分析氣井動態(tài)。

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

通過對比傳統(tǒng)差壓流量計，尤其是以孔板為代表的節(jié)流式差壓流量計 [1]，發(fā)現(xiàn)對其前后直管段有著嚴格要求的特點。因此，該項目選取了結(jié)構(gòu)簡單，在相同條件直管段下測量精度更高、壓損小，內(nèi)部無可動部件 [2]，安裝維護更方便的均速管流量計。同時，該項目選取了具有長期運行無需特殊維護，無機械可動部件，通用性和互換性較好，集成度高、體積小等特點的旋進旋渦流量計，形成了與差壓式流量計的鮮明對比。天然氣流量計在計量中的準確性尤為突出，考慮實際使用過程中影響因素較多，在分析問題時，需要對應(yīng)用設(shè)備的工作原理仔細斟酌，與專業(yè)技術(shù)人才深入交流，以提高天然氣的現(xiàn)場測量準確度并及時采取合理措施，提供有力指導(dǎo) [3]，這樣才能更加有效地進行氣井流量的動態(tài)分析監(jiān)測。

1 旋進旋渦流量計

1.1 工作原理

旋進旋渦流量計工作原理是 ：當流體進入流量傳感器時 [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使旋轉(zhuǎn)流的中心產(chǎn)生旋渦流，這時，隨著管載面積的縮小，旋渦流集中在中心軸上。當旋渦流進入擴散段時，由于流速減慢，旋轉(zhuǎn)流體受到回流的作用，開始做二次旋轉(zhuǎn)，旋渦流出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點，形成渦流進動現(xiàn)象。此時的旋渦頻率與介質(zhì)的流速成正比，并為線性，由壓電傳感器檢測的微弱電信號經(jīng)前置放大器放大、濾波、整形輸出給積算儀，并進行處理運算，顯示壓力、溫度、瞬時流量和總量。

1.2 存在的問題

1）流量計經(jīng)項目投產(chǎn)調(diào)試正常投用后，運行期間多數(shù)流量計瞬時流量測量值不穩(wěn)定、偏差較大，無法通過SCADA 遠傳數(shù)據(jù)對單井產(chǎn)量進行動態(tài)監(jiān)測，無疑對生產(chǎn)技術(shù)分析造成困擾。

2）設(shè)備附屬檢測元件故障，損壞程度和更換頻率高。單井開井運行條件下，流量計電源供電正常，但流量計瞬時量一直保持為 0，無輸出信號，對單井和井場流量總量的計量出現(xiàn)偏差。

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

1.3 原因分析及解決方法

1.3.1 瞬時測量值不穩(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，致流量計無法正常工作，造成測量偏差。排除此類故障的方法，需要將過濾器的濾芯更換為加強濾芯，對出砂井增加除砂器。

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

4）管道內(nèi)無天然氣流動或流量低于始動流量，從而無法輸出流量。這種情況下，需要對單井作出調(diào)整，比如調(diào)整采氣樹的針。

3 結(jié)論與展望

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

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