普光气田计量输差原因分析

一、引言

普光气田酸性天然气计量系统包括四个流量计量点, 分别是加热炉出口孔板计量、计量分离器超声波流量计计量、外输孔板总计量及集气总站计量。加热炉出口计量主要为气井生产提供依据, 该参数为集气站二级节流提供参数, 计量准确度要求不高;计量分离器气相计量为气井开发及动态监测提供依据, 计量准度要求较高;集气站外输总计量总体衡量单个集气站所有气井的生产情况, 计量准确度要求不高;集气总站计量作为采气厂和净化厂的计量交接数据, 要求准确度较高。在酸气投产运行初期存在以下问题:

1. 集气站内加热炉酸气计量与计量分离器酸气计量数据偏差较大;

2. 各加热炉计量总和与外输总计量偏差较大;

3. 各集气站外输总计量和集气总站计量数据之和相差较大。

二、原因分析

普光气田地面集输系统流量计量采用孔板计量, 设置的高级孔板阀可实现孔板在线取放。加热炉高级孔板阀、外输总计量高级孔板阀, 均为美国丹尼尔计量与控制有限公司提供的产品, 配套的多变量变送器分别为3095FB和Floboss103, 变送器精确度都比较高, 计量分离器为西门子外夹式超声波流量计。通过对计量偏差较大的初略分析, 有如下几点可能影响计量准确度。

1. 测量介质

高级孔板阀测量的气流应是均为单相的牛顿流体, 若气体含有质量分数不超过2%的固体或液体微粒, 且成均匀分散状态, 也可以认为是单相的牛顿流体。由于普光气田各气井在生产前大部分都通过酸压, 且在放喷过程中未将井底残酸进行完全返排, 由此造成在生产初期有大量残酸返排, 通过生产分离器分离可能存在分离不彻底现象。另外, 当气井残酸排完后, 高压酸气中伴随少量凝析水汇聚到集输管线, 导致少量水进入差压变送器负压室, 造成计量数据偏低。

2. 计量直管段

计量直管段要求方面, 在孔板上游至少有10D的直管段长度, 在孔板下游至少有4D的直管段长度。然而现场由于场地限制, 部分高级孔板阀上游阻流件多, 直管段长度不符合要求;计量分离器超声波流量计计量, 要求直管段长度为上游≥10D, 下游≥5D, 然而计量分离器预留的直管段长度只有6D至7D直管段长度, 管段前后阀门、弯头、温度、压力检测点位置布局密集, 可选择安装点少。因此直管段不够导致计量不准, 波动较大。为满足流体流态要求, 在加热炉孔板阀上游安装整流器, 在对前后压差过大的整流器拆卸清洗时发现由于硫沉积的存在, 导致整流器上的小孔堵塞, 这样不仅没有使气体流态变好, 反而使其变得更坏, 严重时还堵塞管道。

3. 计量孔板

孔板是形成差压的关键设备, 若其不符合要求, 将严重影响计量准确度。普光气田现场气井产出的气含有大量杂质, 诸如粘稠酸液, 固体颗粒等, 在高速流动的情况下, 通过孔板计量时, 容易对孔板本体造成刮划、冲击等伤害, 造成孔板边缘锐利度不符合要求、孔板外观凹陷变形等情况;另外, 现场部分孔板孔径和实际配产不相符合, 导致计量数据不准。

4. 其他因素影响

导压管路:仪表导压管路内径加热炉为10mm、计量分离器为10mmm、外输总计量为1122mmmm, 以现场工况和实际拆卸情况来看, 加热热炉炉及及外外输输总总计计量量导导压压管管路路极极易易堵堵塞塞, , 堵堵塞塞物物主主要要是是结结块块单单质质硫硫及其他固体颗粒。

仪表取压室:加热炉及外输总计量由于管道内流经介质为气液混合物, 液态水极易进入仪表高低压取压室, 由于水的存在对流量计量造成影响。

取压阀:由于长时间受硫化氢点蚀作用, 大部分高级孔板阀根部取压阀存在有微渗的现象, 该处渗漏也会导致取压不准, 对流量计量造成影响。

测温元件:流量计在流量计算过程中, 需提供一个温压补偿系数, 现场提供的温度、压力数据在测量过程中是否稳定, 影响到最终的测量精度。在超声波流量计的应用中, 根据气体状态方程可以估算出, 温度相差1℃, 流量测量结果会相差0.3%左右, 压力相差0.1 MPa, 流量测量结果会相差1.3%左右。

参数及信号:要实现准确计量, 需将流量计算机内的气体组分参数配置正确, 目前, 集气站流量计算机采用的参数是集气总站在线气相色谱仪分析的数据, 而非单井气体组分;部分流量计经常出现信号中断故障, 导致站控系统无法对流量参数及时录取, 造成了流量计量误差。

结论

通过以上分析, 引起计量偏差的原因多种多样, 我们只有通过对影响因素进行控制达到准确计量的目的。一是针对加热炉与计量分离器直管段不够, 影响流体流态, 加大整流器清洗频次;二是借关井或批处理机会对孔板清洗保养, 及时更换变形或孔径度与产量不配套的孔板;三是严格落实五阀组保养与解堵制度。;四是定期对计量参数进行更新, 对信号线路进行检查维护。

摘要：本文介绍了普光气田导致酸性气体计量误差较大的原因, 并提出了切实可靠的解决措施, 为指导生产提供一定依据。

关键词：计量,输差,单质硫,堵塞