溶解氣對(duì)金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)測(cè)量的影響及誤差分析

摘要 ：油田產(chǎn)量計(jì)量是油田生產(chǎn)和管理中非常重要的工作，上海上自儀公司由于油田長(zhǎng)期的注水開(kāi)發(fā)，大部分油田都進(jìn)入高含水開(kāi)采階段。本文設(shè)計(jì)了一種井口地面油氣水三相流分相計(jì)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用氣液旋流分離設(shè)備將氣液分離，用科里奧利力金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)測(cè)量分離后液相的質(zhì)量和含油的比例 [2]，為油田產(chǎn)量計(jì)量提供準(zhǔn)確的油井產(chǎn)量信息。

1 試驗(yàn)內(nèi)容

用計(jì)量系統(tǒng)測(cè)試氣水兩相流，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表 1。試驗(yàn)分析 ：注入 72 m3/天的氣，流量 5.7 m3/天，密度的平均測(cè)量誤差為 1.01%。

結(jié)論 ：在含氣較高時(shí)，水中有少量溶解氣體，影響測(cè)量結(jié)果。和純水對(duì)比，說(shuō)明氣液分離系統(tǒng)可以很好地將氣液兩相分離。

2 試驗(yàn)內(nèi)容

用計(jì)量系統(tǒng)測(cè)試油水兩相流，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表 2。試驗(yàn)分析 ：加水 60%，油 40%，在攪拌均勻的情況下，流量4.8 m3/天，測(cè)量系統(tǒng)得到的含水率的非常大瞬時(shí)誤差為 6.67%，非常小瞬時(shí)誤差為 -1.0%，平均值為60.29%，與實(shí)際值 60% 的誤差僅為 0.29%。

結(jié)論 ：測(cè)試系統(tǒng)含水率的測(cè)量結(jié)果比較準(zhǔn)確的。瞬時(shí)誤差大原因是由于讀取各種數(shù)據(jù)的時(shí)間不同步引起的。

3 試驗(yàn)內(nèi)容

用計(jì)量系統(tǒng)測(cè)試油氣水三相流，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表 3。試驗(yàn)分析 ：流體是前面配制好的水為 60%，油40%，泵排量為 4.4 m3/天，在此基礎(chǔ)上，注入 72 m3/天的氣。金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)測(cè)出的瞬時(shí)含水率的非常大值為 56%，非常小值為 47.2%，平均含水率為 49.95%，與實(shí)際含水率差10.05%。這一誤差顯然過(guò)大。

由表 3 所給數(shù)據(jù)計(jì)算出的含水誤差為 11.37%，與表4 得到的誤差 10.05% 基本接近，說(shuō)明試驗(yàn)結(jié)果的一致性較好，同時(shí)也說(shuō)明在大氣量情況下測(cè)量系統(tǒng)誤差很大。

4 誤差分析

試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在大氣量情況下含油率的測(cè)量誤差較大，采取了另一種計(jì)量方式 ：即稱重與體積的測(cè)量方法。具體方法是：在系統(tǒng)處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)后，從某一時(shí)刻起，金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)全部清零并重新開(kāi)始計(jì)量各測(cè)量值，與此同時(shí)，打開(kāi)測(cè)量系統(tǒng)中的取樣口，對(duì)流體取樣，并對(duì)取出的樣品用電子稱稱量重量，并測(cè)量流體體積，重復(fù)多次，驗(yàn)證其一致。

試驗(yàn)分析 ：金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)的測(cè)量結(jié)果為 46.01 kg 和稱量結(jié)果 46.25 kg ；體積分別為 49.12 L 和 49.45 L，質(zhì)量的相對(duì)誤差為 ：0.52%，體積的相對(duì)誤差為 ：0.67%，這說(shuō)明金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)測(cè)量的體積和質(zhì)量是準(zhǔn)確的，與稱量結(jié)果非常接近。

通過(guò)以上計(jì)算可得到，在加氣與不加氣的情況下，雖然混合密度相差 0.005 kg/L，但是含油率卻相差超過(guò)4%，由此可見(jiàn)，少量的溶解氣對(duì)含油率的計(jì)算可以造成很大的誤差。

試驗(yàn)結(jié)論 ：在油氣水三相流測(cè)量時(shí)，上海上自儀公司即使把氣體分離干凈，油水中也會(huì)存在溶解氣，而這些氣體會(huì)對(duì)流量測(cè)量帶來(lái)誤差。氣體比例不同，油水中溶解的氣體量就會(huì)不同，而且油水中的溶解氣含量還和產(chǎn)出液的溫度、壓力和粘度等有關(guān)，因此油水流量測(cè)量時(shí)的誤差值還需要進(jìn)行大量的試驗(yàn)來(lái)確定。