基于GLCC技术的油气水三相流测量技术研究与应用

摘要

鉴于海洋石油不同的油井在单井产量、油气比和含水率方面存在较大的差异，不同工况条件下需要提高原油计量精确度的要求，目前海洋石油原油外输计量多采用卧式分离器或多相流计量的方式，本文在分析传统卧式分离器和多相流量计优劣的基础上，通过优化设计和系统集成，研究设计了基于GLCC(Gas-Liquid Cyl indrical Cyclone柱状旋流式气-液分离器)技术的油气井流量计量装置，作者参与了GLCC+生产计量分离器的计量系统的制造和实验室测试过程。该生产计量系统具有设备重量轻、占用空间较小、适用单井产量浮动大和气、油比范围较宽、以及计量结果准确度较高的特点。为海洋石油高精度稳定计量提供了解决方案。
　　 本文通过对比分析GLCC和传统的卧式分离器的优、缺点，设计出生产计量系统，并通过软件模拟和试验测试验证了该生产计量系统的计量效果，通过实验测得的数据验证了此计量系统满足客户提出的计量精度达到±5％的要求，并在实际使用中得到了良好的测试效果。生产计量系统的结构为GLCC与改造后的卧式分离器(生产计量分离器)直接连接，在分离器油相出口管路上并联两台相同规格的刮板流量计，一备一用，测量原油的体积流量。两台同样规格的微波含水率仪串联使用，测量体积含水。一台GVF表用来监控含气率。在水路和气路，采用质量流量计测量介质的流量和密度。采用西门子S7-200的PLC控制系统进行数据的采集、液位和压力的控制、数据的远传。
　　 该生产计量系统设计的优点在于：首先，原油混合液进入GLCC，能预分离出大部分气体以减少混合液中的含气率；其次，改造后的卧式分离器能有效的分离油中的游离水，控制油中水的含量；再次，整个计量系统的占用空间小，为使油相计量精度达到±5％的要求，通过分析比较，整体设备的占用空间比单独使用一个分离器要节省。在设计生产计量系统的过程中，通过对有关海上油田井口平台的工况、油气井生产特点和目前在用的生产计量设施的优缺点进行了比较深入、全面的梳理，对仪表的选型进行了深入的研究，最终实现了海洋石油平台原油外输计量的新模式。