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为什么传统的验证刮板流量计的方法无法实现？

来源：上海自动化仪表有限公司作者：发表时间：2020-01-04 15:16:00【小中大】

随着石油和天然气行业继续开发更深、更偏远的领域，而通过测试分离器进行试井变得越来越不可行，缺少刮板流量计的现场验证变得越来越重要。刮板流量计可对未处理的碳氢化合物进行连续的实时测量。从1980年代中期开始，它们已用于油气生产优化、碳氢化合物分配以及控制油气生产设施的技术完整性。

为什么传统的验证刮板流量计的方法无法实现？

最近，一些财政计量应用也开始出现。当前，全球有超过6,000种刮板流量计在使用，现场操作人员使用它们来减少资本和运营支出并提高生产效率。这些仪表中的一些被安装在现有基础设施中（例如，测试分离器），而另一些被用作新油田的主要测量点或在开发边际油田时实现成本收益。刮板流量计通过测量井速并最终提高储层最终采收率，在解决油井性能方面发挥关键作用。井口附近的精确流量测量使用户能够对关键的操作程序做出明智的决策，例如优化油藏特性、增强采收率技术、首次突破水位以及减轻管道流量保证挑战。

与刮板流量计相比，使用测试分离器的常规测量技术被认为具有出色的稳定性和测量可信度。但是，在计划的试井之间，井的行为可能会发生重大变化。此外，单相测量的优势（如果可以实现各相之间的完全分离）将带来更高的投资和运营成本，同时对于如今在某些海底环境中所见的复杂现场架构而言，灵活性也大大降低。基于测试的验证方法由于成本过高和相关基础设施庞大，通常被认为是不合适的。此外，现代生产替代方法（例如海底加工）使使用这些传统的验证方法变得更加复杂。

实时和连续的生产监控是刮板流量计与数据采集一起用于支持生产优化的流程工作的主要优势之一。但是，与单相电表不同，由于成本和安装问题，刮板流量计在首次安装后很少（如果有的话）返回到校准设施。因此，已经认识到需要解决在其整个使用时间内就地验证刮板流量计的挑战。

随着行业继续开发更深、更偏远的领域，并且由于不同公司拥有的边际领域将其束缚于主要生产线，刮板流量计的现场验证不足将变得越来越重要。此外，在这种情况下，通过测试分离器进行井测试将变得不太可行。但是，刮板流量计在石油和天然气应用中的使用，尤其是当安装在偏远或海底环境中时，并非没有挑战。在海底应用中，人们期望刮板流量计可以永久和连续使用，而无意定期拆卸进行校准。在这种情况下，对测量结果的确认至关重要，因为它们可能被用于从采出液中分配收益，甚至边际误差也会导致重大的财务风险。

单相电表通常使用每年在合格实验室进行的可转移参考校准。与刮板流量计的参考校准最接近的是，要通过井测试对其进行验证。但是，由于多种原因，试井只能提供有限程度的验证。刮板流量计和测试分离器通常在不同的压力和温度下运行。因此，需要通过状态方程进行关联，以关联刮板流量计和测试分离器位置的体积流量。

刮板流量计技术对采出液的不同类型的盐或电化学性质敏感，而分离器则不敏感。此外，基于质量与体积的测量需要仔细考虑要使用哪种PVT模型将质量流量转换为体积流量或从管线条件转换为标准条件，需要将水包油和油包水污染数据连续输入到数据采集系统中。此外，气油比通常不会在试井中测量。因此，不能可靠地验证刮板流量计的气体流速。

在某些情况下，仅出于后勤原因，测试分隔符不是合适的验证技术，并且采样可能是次佳的选择。但是，要具有任何价值，样本必须代表流动条件，这可能很难实现。水下采样成本高昂且劳动强度大，因此对于刮板流量计现场验证而言，吸引力不大。需要认真解决一些问题，以提高刮板流量计的可靠性。仪表在变化（更极端）的环境下仍能正常工作吗？PVT在几年后仍具有代表性吗？这些年来流体性质是否相同？在刮板流量计流量计算机中使用PVT模型将刮板流量计条件下的流体体积转换为更接近下游标准条件的流体体积。这是刮板流量计验证过程的关键方面，因为PVT相关性如果不正确，可能会导致重大不确定性。

各种PVT模型通常适用于特定类型的井或田。通常，对于相同的情况，不同的PVT模型会产生不同的结果。有时，制造商会在油井启动期间对采出的流体进行实验室分析，以定义适合其特定流体特性的PVT相关性。但是，流体特性会随时间变化，因此会偏离初始的PVT规格。刮板流量计通常部署在极端条件下，承受高压、高温、高腐蚀性污染物、腐蚀和对固体沉积的敏感性更高。这些变量以及主要流体本身的体积会随着时间而变化，必须加以考虑以最大程度地减少测量不确定性。

迄今为止，尽管确保刮板流量计的持续性能对于避免财务风险和因错误计量而带来的风险至关重要，但仍需要解决与持续进行顶部和海底安装的现场维护和校准相关的挑战。需要一种有效且适合目的的现场验证方法，以确保持续获得准确的测量结果。为此，国家工程实验室已参与了为期两年的内部研究计划，该计划旨在应对全球行业面临的主要挑战，并旨在采取各种措施和实践以减少其影响。现场验证仍然需要与另一个流量测量系统进行比较，或者需要使用诊断程序来估计连续进行的测量的质量。确切的方法尚未定义，可能会结合使用这两种方法。需要进一步的研究和开发工作，以找到适用于工业的解决方案。

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