專利名稱：油井產(chǎn)出液含油量計(jì)量方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對油田油井的產(chǎn)出液進(jìn)行含油量計(jì)量的方法及其裝置。具體地講，就是一種罐式的對油井產(chǎn)出液進(jìn)行多相分離、逐層檢測的方法及裝置。
背景技術(shù)：
在油田的生產(chǎn)過程中，從油井采出的原液，是一種由原油、水、伴生氣構(gòu)成的混合液，可簡稱為油井產(chǎn)出液。在將油井產(chǎn)出液輸送到油田聯(lián)合站進(jìn)行集中處理前，需要對其按油、水、氣三相組份進(jìn)行計(jì)量，簡稱單井計(jì)量，特別是對油井的產(chǎn)油量進(jìn)行計(jì)量，從而及時掌
握各油井的生產(chǎn)工況，合理進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度。油田現(xiàn)有的單井計(jì)量技術(shù)，主要包括計(jì)量分離罐間歇計(jì)量技術(shù)、兩相分離連續(xù)計(jì)量技術(shù)和三相分離連續(xù)計(jì)量技術(shù)。其中，兩相分離連續(xù)計(jì)量技術(shù)，如中國專利200610105004. 1,200320125135. 8分別提出的技術(shù)方案，結(jié)構(gòu)較緊湊，但對油井產(chǎn)油量的計(jì)量誤差太大，且無法驗(yàn)證；三相分離連續(xù)計(jì)量技術(shù)，如中國專利200420022701. 7所提出的技術(shù)方案，其對油井產(chǎn)油量的計(jì)量誤差明顯降低，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高、操作困難，而且，其對油井產(chǎn)油量的計(jì)量誤差也不易驗(yàn)證。因此，油田現(xiàn)在大量應(yīng)用的油井計(jì)量裝置仍然是計(jì)量分離罐間歇計(jì)量技術(shù)，如中國專利CN98222454.0所介紹的技術(shù)方案，其設(shè)有一個立式的分離罐，在分離罐的上部、下部、頂部，分別設(shè)有油井產(chǎn)出液輸入管路、液體輸出管路、氣體輸出管路，在油井產(chǎn)出液輸入管路、液體輸出管路、氣體輸出管路上分別設(shè)有進(jìn)液閥、排液閥、排氣閥，在計(jì)量分離罐上還設(shè)有用于測量罐內(nèi)液面高度的液面儀；在分離罐內(nèi)部液體排空后，打開氣體輸出閥和油井產(chǎn)出液輸入閥，關(guān)閉液體輸出閥，同時開始計(jì)時，進(jìn)入計(jì)量分離罐的油井產(chǎn)出液在罐內(nèi)進(jìn)行氣、液分離，所分離出的氣體經(jīng)氣體輸出管路外輸，液體在液面儀的監(jiān)測下逐漸沉積在計(jì)量分離罐的下部，在液面達(dá)到液面儀指示的某個高度后，停止計(jì)時，隨后就可以計(jì)算出計(jì)時時間內(nèi)油井的產(chǎn)液量，然后，用人工從井口取樣的方式，檢測出液體的含油率或者含水率，最后得出原油和水各自的產(chǎn)量。該技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉，可以方便地計(jì)量出計(jì)時時間內(nèi)或者單位時間內(nèi)油井的產(chǎn)液量，但卻不能同時計(jì)量出計(jì)時時間內(nèi)原油和水各自的產(chǎn)量，需要通過油井采樣，人工測含水率的方式推算出油井的原油產(chǎn)量，由于采樣時間和油樣本身具有很大的不確定性，所以，不但油井計(jì)量的時間長、勞動強(qiáng)度大，計(jì)量的精度也無法保證，仍然不能滿足油田對油井計(jì)量的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種方法簡單，操作可靠，利用計(jì)量分離罐，在計(jì)時時間內(nèi)計(jì)量出油井產(chǎn)液量的同時，計(jì)量出原油、水各自的產(chǎn)量；計(jì)量誤差小，而且可以進(jìn)行驗(yàn)證的油井產(chǎn)出液含油量計(jì)量方法及裝置。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是
一種油井產(chǎn)出液含油量計(jì)量方法，其特征是油井產(chǎn)出液通過輸入管路輸入一個立式的分離罐，在分離罐內(nèi)進(jìn)行氣、液分離后，在分離罐體上部形成氣體層，氣體經(jīng)上部的氣體輸出管路外輸，液體在排液閥關(guān)閉的分離罐內(nèi)聚集并進(jìn)行油水沉降分層，形成位于分離罐體中部的乳化油層和位于下部的游離水層；通過分離罐上設(shè)有的液面儀測量罐內(nèi)液面高度；在液面達(dá)到要求高度后，記錄油井產(chǎn)出液輸入時間T ;在分離罐垂直方向的不同規(guī)定高度上，安裝有若干個油水組份測量儀探頭，各探頭測量其所在液面層的含油率n i，設(shè)定相鄰探頭中間水平面為一液面層的上界面或下界面，根據(jù)分離罐的結(jié)構(gòu)尺寸和探頭的安裝設(shè)定，確定各探頭所在液面層的厚度h、水平截面積Si,計(jì)算各探頭所在液面層的含油量體積Vitt，各探頭所在液面層的含油量體積相加，得出進(jìn)液時間τ內(nèi)油井的產(chǎn)油量體積νΛ。一種油井產(chǎn)出液含油量計(jì)量裝置，設(shè)有一個立式的分離罐，在分離罐的上部、下部、頂部分別設(shè)有油井產(chǎn)出液輸入管路，液體輸出管路、氣體輸出管路，在油井產(chǎn)出液輸入管路、液體輸出管路、氣體輸出管路上分別設(shè)有進(jìn)液閥、排液閥、排氣 閥；在分離罐上還設(shè)有監(jiān)測液面的液面儀，其特征是在所述的分離罐上還設(shè)有若干個油水組份測量儀探頭，每個所述的探頭能夠?qū)ζ渌诘乃揭好鎸舆M(jìn)行含油率測量，在垂直方向上，每個油水組份測量儀探頭的高度尺寸明確，其測量范圍在垂直方向上橫跨或者代表其所定位的的水平液面層，相鄰的水平液面層相互無縫對接。所述的油水組份測量儀探頭可以是射線式、高頻或微波吸收式、電容或阻抗式等。所述的油水組份測量儀探頭可以側(cè)部安裝，也可以頂部安裝，其在垂直方向上可以不在一個平面內(nèi)。所述的油水組份測量儀探頭與液面儀可以分散設(shè)置在分離罐上，也可以集成為一體。在具體工作時，若干個油水組份測量儀探頭在垂直方向上布滿位于分離罐體中部的乳化油層，并向下延伸進(jìn)入游離水層、向上延伸進(jìn)入氣體層；為了便于描述，我們將分離罐在垂直方向上大體分為三部分，即位于底部的集水倉、中部的集油倉和上部的集氣倉。對于計(jì)量含水較高的油井產(chǎn)出液，為了保證產(chǎn)油量的計(jì)量精度不降低，在進(jìn)行油井計(jì)量時，要求位于分離罐體中部的乳化油層必須達(dá)到規(guī)定的厚度，這就要求所述的分離罐體必須具有足夠的高度，從而為位于下部的游離水層提供足夠大的空間，這就增加了裝置的造價，同時減少了裝置對場地的適應(yīng)能力。為此，本發(fā)明所提出的技術(shù)方案，特別設(shè)計(jì)了一個中部橫向縮小的分離罐體，即所述的分離罐體中部的橫向截面積為所述分離罐體下部的橫向截面積的5%至80%，在立式分離罐體的高度不增加的條件下，明顯增加了可測量乳化油層的厚度，提高了原油計(jì)量的精度。本發(fā)明所提出的技術(shù)方案，在氣體輸出管路上，還可以設(shè)置一個氣體流量計(jì)，用于測量約定時間段內(nèi)油井的氣體產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)對油、水、氣的三相計(jì)量。為了進(jìn)一步提高油井計(jì)量的精度和方便性，本發(fā)明所提出的技術(shù)方案還可以設(shè)有一個數(shù)據(jù)處理與控制單元，所述的數(shù)據(jù)處理與控制單元分別與所述的液面儀、若干個油水組份測量儀探頭、氣體流量計(jì)以及位于各管路上的若干個電動閥門等電連接。所述的數(shù)據(jù)處理與控制單元分別控制各電動閥門的工作，快速處理采集到的各種數(shù)據(jù)，及時給出被測油井的計(jì)量結(jié)果。本發(fā)明所提出的技術(shù)方案帶來的有益效果是
第一，本發(fā)明所提出的技術(shù)方案，在利用簡單的計(jì)量分離罐實(shí)現(xiàn)對油井產(chǎn)出液體量進(jìn)行計(jì)量的同時，通過在分離罐垂直方向的不同規(guī)定高度上，安裝的若干個油水組份測量儀探頭，能夠依次對探頭所在的水平液面層進(jìn)行實(shí)時地含油率測量，實(shí)現(xiàn)了對原油凈產(chǎn)量的計(jì)量，滿足了油田生產(chǎn)的現(xiàn)實(shí)需求。第二，通過提出一個中部縮徑的立式分離罐體，相應(yīng)地提高計(jì)量油層的高度，在液面儀、油水組份測量儀等儀表精度一定的條件下，可以進(jìn)一步地提高計(jì)量分離罐的計(jì)量精度，減小原油產(chǎn)量的計(jì)量誤差，特別適合于對高含水、間歇出油等復(fù)雜油井的計(jì)量。


圖I是本發(fā)明的一個原理示意圖，若干個油水組份測量儀探頭采用了側(cè)裝結(jié)構(gòu)。圖2是本發(fā)明的另一個結(jié)構(gòu)示意圖，若干個油水組份測量儀探頭采用了頂裝結(jié)構(gòu)。 圖3是本發(fā)明的一個采用分離罐體中部橫向縮徑結(jié)構(gòu)的示意圖，液面儀和若干個油水組份測量儀探頭采用了集成頂裝結(jié)構(gòu)。圖中標(biāo)號是1、分離罐體，101、分離罐體下部的集水倉，102、分離罐體中部的集油倉，103、分離罐體上部的集氣倉；2、油井產(chǎn)出液輸入管路，201、手動進(jìn)液閥，202、電動進(jìn)液閥；3、液體輸出管路，301、手動排液閥，302、電動排液閥；4、氣體輸出管路，401、手動排氣
閥，402、電動排氣閥；5、液面儀；6、若干個油水組份測量儀探頭，601、602、603........油
水組份測量儀探頭；7、數(shù)據(jù)處理與控制單元；56、若干個油水組份測量儀探頭與液面儀集成裝置；8、氣體流量計(jì)。
具體實(shí)施例方式一種油井產(chǎn)出液含油量計(jì)量方法，油井產(chǎn)出液首先通過輸入管路輸入一個立式的分離罐,在分離罐內(nèi)進(jìn)行氣、液分離后,在分離罐體上部形成氣體層,氣體經(jīng)上部的氣體輸出管路外輸，液體在排液閥關(guān)閉的分離罐內(nèi)聚集并進(jìn)行油水沉降分層，形成位于分離罐體中部的乳化油層和位于下部的游離水層；通過分離罐上設(shè)有的液面儀測量罐內(nèi)液面高度；在液面達(dá)到要求高度后，記錄油井產(chǎn)出液輸入時間T ;在分離罐垂直方向的不同規(guī)定高度上，安裝有若干個油水組份測量儀探頭，各探頭測量其所在液面層的含油率n i，設(shè)定相鄰探頭中間水平面為一液面層的上界面或下界面，根據(jù)分離罐的結(jié)構(gòu)尺寸和探頭的安裝設(shè)定，確定各探頭所在液面層的厚度hp水平截面積Si,計(jì)算各探頭所在液面層的含油量體積
，各探頭所在液面層的含油量體積相加，得出進(jìn)液時間τ內(nèi)油井的產(chǎn)油量體積νΛ。本發(fā)明方法具體描述為一種油井產(chǎn)出液含油量計(jì)量方法，油井產(chǎn)出液通過輸入管路輸入一個立式的分離罐，在分離罐內(nèi)進(jìn)行氣、液分離后，在分離罐體上部形成氣體層，氣體經(jīng)上部的氣體輸出管路外輸，液體在排液閥關(guān)閉的分離罐內(nèi)聚集并進(jìn)行油水沉降分層，形成位于分離罐體中部的乳化油層和位于下部的游離水層；分離罐上設(shè)有液面儀，用于測量罐內(nèi)液面高度；在分離罐垂直方向的不同規(guī)定高度上，還設(shè)有若干個油水組份測量儀探頭，在液面以下被液體完全覆蓋的每一個油水組份測量儀探頭，在垂直方向上，定位了一個將其包含其中，其含油率Hi可以被所述油水組份測量儀探頭測得的數(shù)據(jù)所代表的有一定厚度h的水平液面層，相鄰的水平液面層相互無縫對接，所述的水平液面層的上、下液面，取決于其所包含的油水組份測量儀探頭與相鄰的上、下探頭各自的高度尺寸及其在垂直方向上的測量范圍，每個水平液面層的上液面與其下液面的高度差，就是該水平液面層的厚度hi，理想情況下，在垂直方向上，每個油水組份測量儀探頭所測量的范圍是一樣的，相鄰兩個油水組份測量儀探頭之間的距離也均等，這時，每個水平液面層的厚度Iii就是相鄰兩個探頭中心點(diǎn)之間的高度差；相鄰的油水組份測量儀探頭之間的垂直距離應(yīng)盡可能小，以提高油水測量的精度，若干個油水組份測量儀探頭在垂直方向上布滿位于分離罐體中部的乳化油層，并向下延伸進(jìn)入游離水層、向上延伸進(jìn)入氣體層；在所述的液面儀監(jiān)測到分離罐內(nèi)的液面達(dá)到要求高度后，立即開始讀數(shù)或者將油井產(chǎn)出液通過閥門轉(zhuǎn)輸?shù)蕉搪饭艿郎虾箝_始讀數(shù)，這些讀數(shù)包括進(jìn)液時間T、液面總高度
H、各個水平液面層的含油率Π 1等，由于所述分離罐的結(jié)構(gòu)尺寸是已知的，讀出了液面總高度H，就得出了進(jìn)液時間T內(nèi)油井的產(chǎn)液量體積V ;對于各個通過油水組份測量儀探頭定位的水平液面層i，從最下端的Hi為零的水平液面層，到液面下的第一個完整的水平液面層n，其含油率Hi、厚度4、水平截面積Si都是已知的，而從總液面到液面下的第一個完整層n有一個不完整的水平液面層n+Ι，其高度為液面總高度H減去第n層的上液面高度Hn±，其·液體含油率近似為第n層的含油率ηη，因此，各個完整水平液面層的含油量體積Vitt與最上面一層不完整的水平液面層的含油量體積1+1_都可以通過計(jì)算得出，以上各個水平液面層的含油量體積相加，就得出了進(jìn)液時間T內(nèi)油井的產(chǎn)油量體積Vtt
權(quán)利要求
1.一種油井產(chǎn)出液含油量計(jì)量方法，其特征是油井產(chǎn)出液通過輸入管路輸入一個立式的分離罐，在分離罐內(nèi)進(jìn)行氣、液分離后，在分離罐體上部形成氣體層，氣體經(jīng)上部的氣體輸出管路外輸，液體在排液閥關(guān)閉的分離罐內(nèi)聚集并進(jìn)行油水沉降分層，形成位于分離罐體中部的乳化油層和位于下部的游離水層；通過分離罐上設(shè)有的液面儀測量罐內(nèi)液面高度；在液面達(dá)到要求高度后，記錄油井產(chǎn)出液輸入時間T ;在分離罐垂直方向的不同規(guī)定高度上，安裝有若干個油水組份測量儀探頭，各探頭測量其所在液面層的含油率n i，設(shè)定相鄰探頭中間水平面為一液面層的上界面或下界面，根據(jù)分離罐的結(jié)構(gòu)尺寸和探頭的安裝設(shè)定，確定各探頭所在液面層的厚度hp水平截面積Si,計(jì)算各探頭所在液面層的含油量體積Vitt，各探頭所在液面層的含油量體積相加，得出時間T內(nèi)油井的產(chǎn)油量體積V_。
2.一種油井產(chǎn)出液含油量計(jì)量裝置，設(shè)有一個立式的分離罐，在分離罐的上部、下部、頂部分別設(shè)有油井產(chǎn)出液輸入管路，液體輸出管路、氣體輸出管路，在油井產(chǎn)出液輸入管路、液體輸出管路、氣體輸出管路上分別設(shè)有進(jìn)液閥、排液閥、排氣閥；在分離罐上還設(shè)有監(jiān)測液面的液面儀，其特征是所述分離罐垂直方向的不同規(guī)定高度上，安裝有若干個油水組份測量儀探頭。
3.如權(quán)利要求2所述的油井產(chǎn)出液含油量計(jì)量裝置，其特征是所述的分離罐體中部的橫向截面積為所述分離罐體下部的橫向截面積的5%至80%。
4.如權(quán)利要求2所述的油井產(chǎn)出液含油量計(jì)量裝置，其特征是所述的油水組份測量儀探頭側(cè)裝在所述的分離罐上。
5.如權(quán)利要求2所述的油井產(chǎn)出液含油量計(jì)量裝置，其特征是所述的油水組份測量儀探頭頂裝在所述的分離罐上。
6.如權(quán)利要求2所述的油井產(chǎn)出液含油量計(jì)量裝置，其特征是所述的油水組份測量儀探頭與液面儀集成為一體。
7.如權(quán)利要求2所述的油井產(chǎn)出液含油量計(jì)量裝置，其特征是在氣體輸出管路上，還可以設(shè)置一個氣體流量計(jì)，用于測量約定時間段內(nèi)油井的氣體產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)對油、水、氣的三相計(jì)量。
8.如權(quán)利要求2所述的油井產(chǎn)出液含油量計(jì)量裝置，其特征是其設(shè)有一個數(shù)據(jù)分析與控制單元，所述的數(shù)據(jù)分析與控制單元與安裝在所述的分離罐上的各個測量儀表、電動控制閥門電連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種油田油井產(chǎn)出液含油量計(jì)量方法及裝置。包括一個立式的分離罐，在分離罐上設(shè)有油井產(chǎn)出液輸入管路、液體輸出管路、氣體輸出管路分別位于分離罐上部、下部、頂部，在油井產(chǎn)出液輸入管路、液體輸出管路、氣體輸出管路上分別設(shè)有進(jìn)液閥、排液閥、排氣閥，分別用于控制油井產(chǎn)出液的輸入、液體、氣體的輸出；在分離罐上還設(shè)有液面儀，用于測量分離罐內(nèi)液面高度。在所述的分離罐上還設(shè)有若干個油水組份測量儀探頭，能夠依次對探頭所在的水平液面層進(jìn)行含油率測量，在利用簡單的計(jì)量分離罐實(shí)現(xiàn)對油井產(chǎn)出液體量進(jìn)行計(jì)量的同時，實(shí)現(xiàn)了對原油凈產(chǎn)量的計(jì)量，滿足了油田生產(chǎn)的現(xiàn)實(shí)需求。
文檔編號G01F1/74GK102706401SQ201110087369
公開日2012年10月3日 申請日期2011年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月28日
發(fā)明者王其明 申請人:威海海和科技有限責(zé)任公司