一种测试用新型地面油气产量计量系统及计量方法与流程

本发明涉一种测试用新型地面油气产量计量系统及计量方法，属于石油勘探领域。

背景技术

目前随着海上油气资源的不断开采，可开采优质原油储量不断减少，对于稠油井的生产开发需求日趋增大，如何对稠油井进行有效的开发，稠油区块进行生产区建设，需要在钻井作业完成后，测试作业过程中解决原油的井筒流动，稠油从地层流动到地面后的正常流动，防止原油堵塞管线，有效的对混合流体进行分离，实现油气水的有效分离和精确计量，能够在测试作业现场取得有效的样品等难题。

常规的测试方法和流程无法保证稠油的正常流动和流体的有效分离，难以取得现场产量数据和用于实验室化验的样品，甚至在现场都无法取得准确的产量数据。

技术实现要素：

本发明设计开发了一种测试用新型地面油气产量计量系统，能够克服流体在流动过程中热量损失大的问题，保证了原油的流动性。

本发明还设计开发了一种测试用新型地面油气产量计量方法，通过控制同心管中加热气体的进气流量，保证了同心管内部流体的温度，使原油分离提纯过程更加精准

本发明提供的技术方案为：

一种测试用新型地面油气产量计量系统，包括：

保温隔热管，其竖直设置在井下，用于原油获取；

预处理装置，其设置在地面上，并与所述保温隔热管连通，用于原油过滤除杂；

三相分离器，其与所述预处理装置连通，包括：

气体出口，其开设在所述三相分离装置的上部一侧；

水出口，其开设在所述三相分离装置下部一侧；

油出口，其开设在所述三相分离装置下部，所述水出口一侧；

气体计量组合管汇，其与所述气体出口连通，用于气体计量；

液体双重计量设备，其与所述油出口连接，用于原油计量。

优选的是，所述保温隔热管为气凝胶隔热管。

优选的是，所述三相分离器与所述气体计量组合管汇以及所述液体双重计量设备之间通过同心管进行连接。

优选的是，所述三相分离器与所述气体组合管汇之间还连接有过滤除湿设备，用于气体干燥。

优选的是，所述同心管包括：

管体；

加热管，其套设在所述管体外部，与所述管体同轴设置并与所述管体之间形成夹层结构；

进气口，其连通在所述加热管一端上部；

出气口，其连通在所述加热管另一端下部；

其中，在所述进气口引入热气，并从所述出气口排出。

优选的是，所述加热气体为水蒸气。

优选的是，所述加热管的材质为保温材料。

一种测试用新型地面油气产量计量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、将保温胶隔热管伸入石油井下，进行原油获取；

步骤二、在地面上对获取到的原油进行除杂预处理；

步骤三、经过预处理的稠油进入三相分离器得到分离后的原油和天然气；

步骤四、得到的天然气经过除湿设备除湿后进行计量，同时对得到的原油进行计量。

优选的是，通过调整同心管中引入热气的进气流量，控制管内温度，同心管中加热气体进气流量q的经验公式满足：

其中，k1为修正系数，k2为加热气体收缩系数，r为加热管半径，r为管体半径，t1为加热气体的初始温度，t2为夹层内部温度，p1为加热气体出口压力，p2为夹层内部压力，l为同心管长度，u为补偿常数。

优选的是，所述修正系数k1的经验公式满足：

其中，ξ为流量系数，ρ为加热气体密度，m为加热气体的相对分子质量。

本发明所述的有益效果：通过使用新型保温隔热管柱，确保底层流体在运移到地面的过程中热量损失小；流体在地面的运移过程中通过加热同心管的使用保证短距离的流体正常流动，不会造成管线堵塞，提高了原油的分离效率。通过控制同心管中加热气体的进气流量，保证了同心管内部流体的温度，使原油分离提纯过程更加精准。

附图说明

图1为本发明所述的测试用新型地面油气产量计量系统的结构框架图。

图2为本发明所述的同心管的结构示意图。

图3为本发明所述的三相分离器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本发明提供一种测试用地面油气产量计量系统，包括井下和地上两部分，将保温隔热管100深入井下，对原油进行获取，在获取过程中，由于保温隔热管100具有保温隔热的功能，因此，能够减少原油在井下获取过程中的热量损失，保证了稠油在井下的流动性。

在本发明中，作为一种优选，保温隔热管100选用气凝胶隔热管。

原油净气凝胶隔热管100获取后流动到地面上，在地面上，通过预处理装置200对获取的原油进行除杂预处理，将井下带来的原油中的大颗粒等杂志进行过滤，实现对原油预处理的目的。经过预处理后的原油进入到三相分离器400中。

三相分离器400为具有保温加热功能的三相分离器，如图3所示，包括罐体，其内部为中空结构，且水平放置；进液口410，其设置在罐体一侧，并与罐体连通；蒸汽分配站450，其沿罐体外壁的周圆方向设置，并与设置在罐体下部的伴热管430相连通，对罐体进行保温加热；伴热管为多根，并与罐体底部紧密贴合，沿罐体的轴向两侧对称分布，并且在多根伴热管430的一端连接有排泄阀。在罐体上部一侧设置有气体出口440，其与罐体连通，能够排出天然气等气体；水出口470设置在罐体下部一侧，在水出口470一侧还设置有油出口460，用于将经过分离后的原油导出。在原油的分离过程中使用带有保温加热功能的三相分离器，能够使稠油中混有的天然气顺利进行分离，减少热量散失，保证了稠油在三相分离器中的流动性，防止因温度不适造成的分离器管线堵塞等问题。

经过三相分离器400进行分离得到的天然气通过同心管与气体计量组合管汇500进行连接，对分离得到的气体进行计量。同时，在三相分离器400和气体计量组合管汇500之间还连接有过滤除湿设备300，对气体进行干燥，使需要计量的气体数据更加精准，防止水汽等气体对天然气计量造成的干扰和影响。

经过三相分离器400进行分离得到的液体原油通过同心管进入到液体双重计量设备中，对原油进行计量。

在另一实施例中，原油在地面流动阶段，全程使用同心管对流体进行加热和保温，保证了流体在地面的有效流动，即：保温隔热管100与预处理装置200之间、预处理装置200与三相分离器400之间、三相分离器400与过滤除湿设备300之间、三相分离器400与流体双重计量设备600之间以及过滤除湿设备300与气体计量组合管汇500之间均采用同心管进行连接。

如图2所示，同心管具有加热和保温的功能，包括：内部具有空腔的管体730，加热管720套设在管体外部，并与管体730同轴设置，加热管720的半径大于管体730的半径，加热管720与罐体730之间形成夹层机构，用于加热气体的流动，实现管体730的加热和保温。

在加热管上部一端，连通有进气口710，用于导入加热的气体，对管体进行加热，出气口720设置在加热管720另一端下部，通过在进气口710引入热气，并从出气口720排出，保证了管体内部的温度。

在本发明中，作为一种优选，加热气体选用水蒸汽。

加热管740的材质为保温材料，在本发明中作为一种优选，选用无机保温材料。

本发明还提供一种测试用新型地面油气产量计量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、将保温隔热管100伸入石油井下，进行原油获取；

步骤二、在地面上对获取到的原油采用预处理装置200进行除杂预处理；

步骤三、经过预处理的原油进入三相分离器400得到分离后的原油和天然气；

步骤四、得到的天然气经过除湿设备300除湿后进入气体计量组合管汇500中进行计量，同时对得到的原油采用流体双重计量设备600进行计量。

在流体(包括气体和液体)计量过程中，通过调整同心管中加热气体的进气流量，来控制管内温度，保证管内流体的流动性，同心管中加热气体进气流量q的经验公式满足：

其中，k1为修正系数，k2为加热气体收缩系数，r为加热管半径，单位为m，r为管体半径，单位为m，t1为加热气体的初始温度，单位为℃，t2为夹层内部温度，单位为℃，p1为加热气体出口压力，单位为atm，p2为夹层内部压力单位为atm，l为同心管长度，单位为m，u为补偿常数，范围为0-30。

修正系数k1的经验公式满足：

其中，ξ为流量系数，ρ为加热气体密度，单位为kg/m³，m为加热气体的相对分子质量。

通过控制同心管中加热气体的进气流量，保证了同心管内部流体的温度，使原油分离提纯过程更加精准。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。