【摘要】：油井產(chǎn)量計(jì)量是分析儲(chǔ)層變化情況、獲取油井動(dòng)態(tài)資料、制定油田開(kāi)發(fā)方案的重要依據(jù),是原油生產(chǎn)中一項(xiàng)重要工作。目前單井計(jì)量主要依靠cms單量?jī)x器進(jìn)行計(jì)量,現(xiàn)場(chǎng)存在單量井?dāng)?shù)量多,施工難度較大,設(shè)備維護(hù)工作繁重等缺點(diǎn)。在數(shù)字化的基礎(chǔ)上進(jìn)行抽油機(jī)井的功圖法產(chǎn)液量在線計(jì)量,現(xiàn)場(chǎng)操作過(guò)程中,功圖在線計(jì)量的誤差較大,校正周期長(zhǎng),計(jì)量不夠準(zhǔn)確。開(kāi)展叢式井組產(chǎn)液計(jì)量研究與應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)叢式井組多井自動(dòng)輪換計(jì)量,能夠達(dá)到降低油井計(jì)量誤差的目的。因此,本文首先從計(jì)量系統(tǒng)和PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)兩方面進(jìn)行方案設(shè)計(jì),其中計(jì)量系統(tǒng)包括對(duì)電動(dòng)閥、分離罐、計(jì)量罐和磁翻板液位計(jì)等元件的設(shè)計(jì)和選型,根據(jù)設(shè)計(jì)方案形成了計(jì)量工藝的整體流程。最終確定采用先分離后計(jì)量的叢式井組撬裝式產(chǎn)液計(jì)量方案。其次,本文使用Fluent軟件對(duì)分離工藝進(jìn)行仿真模擬。首先通過(guò)Design Model建立分離罐的幾何模型,然后流場(chǎng)網(wǎng)格劃分采用Mesh模塊完成,在完成網(wǎng)格無(wú)關(guān)系的分析后最終采用27W單元數(shù)的網(wǎng)格,模型選取Eulerian模型和RNG k-?湍流模型,算法采用Phase Coupled SIMPLE,通過(guò)設(shè)置各相的殘差值都滿(mǎn)足1 10-5的條件后計(jì)算結(jié)果收斂,最終得到了分離罐內(nèi)整個(gè)流場(chǎng)的流動(dòng)情況。為了使設(shè)計(jì)的分離罐具有較高的分離效果,本文重點(diǎn)從氣體分離效率方面考慮衡量分離裝置的優(yōu)劣性,通過(guò)對(duì)分離罐的溢流口直徑、底流口直徑、罐底外形和進(jìn)液口高度四方面的對(duì)比,綜合得出溢流口直徑為100mm、底流口直徑60mm、入口高度0mm的幾何結(jié)構(gòu)作為最終使用的分離罐,并對(duì)其從入口流速和含氣率兩方面進(jìn)行分離效率的影響因素分析,得到分離效率隨著入口流速的增大而增大,但底流口壓降也會(huì)隨著增大,而入口含氣率的上升,分離效率和壓力降都呈下降趨勢(shì)。最后,在前兩部分研究結(jié)果的基礎(chǔ)上對(duì)設(shè)計(jì)好的叢式井組計(jì)量裝置在Q油田進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn),通過(guò)與實(shí)際日產(chǎn)量的對(duì)比,表明該區(qū)塊多為低產(chǎn)低效井,并得到該計(jì)量裝置在現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量過(guò)程中的計(jì)量誤差,計(jì)量結(jié)果表明該裝置計(jì)量誤差較低,在此基礎(chǔ)上對(duì)誤差進(jìn)行分析,得到誤差率隨著產(chǎn)量增大而減小的規(guī)律,并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果對(duì)六口叢式井組的輪換計(jì)量效果進(jìn)行分析,結(jié)果表明該裝置對(duì)叢式井組輪換計(jì)量有較好的適應(yīng)性。
【圖文】：

技術(shù)路線圖

圖 2-1 叢式井組撬裝式計(jì)量裝置設(shè)計(jì)圖根據(jù)控制系統(tǒng)設(shè)置，在三口井之間實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)量切換，三通電動(dòng)閥組選擇一口生產(chǎn)井首先來(lái)油倒入氣液兩相分離器進(jìn)行氣液分離，緊接著進(jìn)入計(jì)量罐進(jìn)行液位計(jì)量，液體進(jìn)入計(jì)量罐達(dá)到設(shè)定值時(shí)磁翻板液位計(jì)發(fā)出信號(hào)給 PLC 控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的生產(chǎn)程序控制電動(dòng)閥來(lái)完成計(jì)量，在此過(guò)程中將實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)信號(hào)傳送給數(shù)據(jù)收集和處理控制系統(tǒng)。其計(jì)量過(guò)程和原理為：連接井口，當(dāng)需要計(jì)量時(shí)，三通電動(dòng)閥選擇需要計(jì)量的井口同時(shí) PLC 計(jì)量控制系統(tǒng)開(kāi)始發(fā)出啟動(dòng)命令，電動(dòng)閥 2 打開(kāi)，電動(dòng)閥 3 關(guān)閉，油井來(lái)液時(shí)通過(guò)氣液分離控制，實(shí)現(xiàn)氣液分離，分離器液位上升，分離后的氣體從分離器直接進(jìn)入套管，分離后的液體進(jìn)入計(jì)量罐。液體進(jìn)入計(jì)量罐達(dá)到液位計(jì)下限時(shí)磁翻板液位計(jì)發(fā)出信號(hào)給 PLC 控制系統(tǒng)，開(kāi)始有效計(jì)量計(jì)時(shí)，當(dāng)液位上升到液位計(jì)上限時(shí)，PLC 控制系統(tǒng)發(fā)出電信號(hào)使電動(dòng)閥 2 關(guān)閉，電動(dòng)閥 3 打開(kāi)，把進(jìn)入儲(chǔ)罐的分離液向套管內(nèi)注入；當(dāng)液面達(dá)到設(shè)定的低限位時(shí)磁翻板液位計(jì)發(fā)出信號(hào)給控制系統(tǒng)，PLC 控制系統(tǒng)發(fā)出電信號(hào)使電動(dòng)閥 3 關(guān)閉，，電動(dòng)閥 2 打開(kāi)，如此反復(fù)。完成計(jì)量后，系統(tǒng)自動(dòng)記錄并儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，然后切換下一口井等待計(jì)量。
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TE328

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