測定氣體產(chǎn)量一般是測定氣體在某段時(shí)間內(nèi)的流量折算成日產(chǎn)氣量。采用的計(jì)量儀表有機(jī)械式和電子式兩類, 其中機(jī)械式儀表使用方便、成本低廉、維護(hù)簡單, 在油田得到普遍應(yīng)用。機(jī)械式測氣儀表主要有:孔板式臨界速度流量計(jì)、墊圈式氣體流量計(jì)、機(jī)械渦輪流量計(jì)等;電子式測氣儀表主要有:氣體渦街流量計(jì)、旋進(jìn)旋渦流量計(jì)、電子渦輪流量計(jì)等。

根據(jù)氣體產(chǎn)量的大小, 當(dāng)氣產(chǎn)量大于0.8×104m3/d, 一般采用臨界速度流量計(jì)測氣, 它具有結(jié)構(gòu)簡單、計(jì)算比較準(zhǔn)確、測量范圍寬的優(yōu)點(diǎn)。

臨界速度流量計(jì)測氣應(yīng)滿足下列條件, 以保證測定準(zhǔn)確、安全:

(1) 流量計(jì)內(nèi)徑與排氣管線內(nèi)徑相同, 流量計(jì)上流直管段長度大于10倍流量計(jì)內(nèi)徑, 下流直管長度大于5倍流量計(jì)內(nèi)徑;

(2) 孔板孔眼直徑等于0.4~0.8倍流量計(jì)內(nèi)徑, 厚度3~6mm, 孔板喇叭口在氣流下方;

(3) 選用適當(dāng)?shù)目装? 使天然氣通過孔板時(shí)上流壓力p1與下流壓力p2滿足條件p2≤0.546p1, 并且使上流壓力控制在0.083~0.4MPa, 此時(shí)天然氣的流速等于在該處溫度下天然氣的聲速, 增加上流壓力, 流速斷面***小處的速度并不增加, 只增加氣體的密度和流量, 此時(shí)氣流達(dá)到臨界流速, 利用上流壓力可計(jì)算出流量。

折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況1atm、20℃時(shí)的日產(chǎn)氣量計(jì)算公式為

式中Q—日產(chǎn)氣量, m3/d;

C—臨界流量系數(shù), 對于50.8mm臨界流量計(jì), 1.59~38mm孔板, C為0.83~0.92;對于101.6mm臨界流量計(jì), 12.7~76.2mm孔板, C為0.85~0.90;

d—孔板直徑, mm;

p1—孔板上流壓力, MPa;

γ—氣體相對密度;

Z—天然氣的壓縮系數(shù) (當(dāng)p1<0.8MPa時(shí), Z≈1) ;

T—孔板上流溫度, K。

使用臨界速度流量計(jì), 當(dāng)未達(dá)到臨界氣流時(shí), 即p2>0.546p1時(shí), 折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況 (1atm、20℃) 時(shí)的日產(chǎn)氣量計(jì)算公式為

式中p2—孔板下流壓力, MPa。

當(dāng)氣產(chǎn)量小于0.8×104m3/d時(shí), 一般采用墊圈式氣體流量計(jì)測氣。墊圈式氣體流量計(jì)測氣時(shí)應(yīng)滿足下列條件, 以保證測量準(zhǔn)確:

(1) 流量計(jì)內(nèi)徑與排氣管線內(nèi)徑相同, 流量計(jì)上流直管段長度大于10倍流量計(jì)內(nèi)徑, 下流直通大氣, 下流壓力為大氣壓力;

(2) 擋板孔眼直徑等于0.4~0.8倍流量計(jì)內(nèi)徑, 厚度3~6mm, 孔板喇叭口在氣流下方;

(3) 氣流通過擋板孔產(chǎn)生壓差, 選擇合適擋板使水柱 (汞柱) 高差控制在75~150mm。根據(jù)所測壓差計(jì)算氣體流量, 計(jì)算公式為

式中Q—日產(chǎn)氣量, m3/d;

d—孔板直徑, mm;

△H—汞柱 (水柱) 壓差, mm;

γ—氣體相對密度;

T—孔板上流溫度, K。

以上兩種測氣方法屬于常規(guī)機(jī)械式測氣儀表式, 在生產(chǎn)中經(jīng)常用到, 原理簡單操作方便, 成本低廉、維護(hù)簡單, 適用于常規(guī)測氣, 在油田得到普遍應(yīng)用。

北4—2—丙77井位于大慶油田采油三廠薩北地區(qū), 射孔時(shí)發(fā)現(xiàn)強(qiáng)烈的油氣顯示, 根據(jù)其自噴能力選擇4mm油嘴進(jìn)行測試工作, 接氣液兩相分離器進(jìn)行油氣分離, 并采用臨界速度流量計(jì)測氣, 初期密集采點(diǎn), 記錄井口、上下流壓力以及孔板上流溫度, 至后期毎20min采點(diǎn)一次, 并計(jì)算氣體產(chǎn)量, 得出這口井的氣體產(chǎn)量變化及其產(chǎn)能。

在壓井后, 由于氣產(chǎn)量變小, 需要誘噴, 此時(shí)采用了墊圈式氣體流量計(jì)測氣, 初期采用水作為介質(zhì), 毎20min采點(diǎn)一次。后期由于誘噴效果明顯, 氣產(chǎn)量上漲, 故采用水銀作為介質(zhì), 仍20min采點(diǎn)一次, 直至產(chǎn)量超出0.8×104m3/d, 誘噴成功, 至此, 又換回成臨界速度流量計(jì)測氣終至完井, 達(dá)到預(yù)期的測氣目地。

臨界速度流量計(jì)測氣, 墊圈式氣體流量計(jì)測氣這兩種方法在此次測氣過程中操作方便, 組裝簡單, 節(jié)省了很多不必要的麻煩, 創(chuàng)造了效益。