水下油气田虚拟计量技术应用.pdf

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1、第35卷第9期舰船科学技术v。1．35．N。．92013年9月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYSep．，2013。22222222222222222222=======================：：===：：=：；：====水下油气田虚拟计量技术应用王珏，李清平，王凯，姚海元(中海油研究总院，北京100027)摘要：虚拟计量是基于计算机系统和油气水多相流体力学的数字化测量技术，其核心原理为：通过普通的通信协议和控制系统，获犀井筒、水下采油树、水下管汇和海底管道上压力、温度信息，综合目标油气田流体的特性参数，建立目标油气田的多相流体在井筒、油嘴和海底管道

2、内的多相流数值计算模型，通过对质量、动量及能量方程的求解，获得各个油气井的单相产量。水下虚拟计量技术既可以用于水下油气田产量的计量，也可以作为在线多相计量装置的参考评价系统，从而大大节省水下油气田开发费用。目前这一技术已经应用在国外油气田开发中，我国崖城13—4气田首次在国内应用这一创新技术。该技术在满足生产需求的同时，大大降低了海上油气田开发投资。关键词：虚拟计量；输入模块；计算模块；输出模块；水下井口中图分类号：TE967文献标识码：A文章编号：1672—7649(2013)09—0118—05doi：10．3404／j．issn．1672—7649．2013．09．0

3、24VirtualmeteringtechnologyforsubseafieldsWANGJue，LIQing—ping，WANGKai，YAOHai-yuan(CNOOCResearchInstitute，Beijing100027，China)Abstract：Virtualmeteringisatechnologybasedoncomputersystem，whichcanestimatewellheadflowratesbyusingthenormallymeasuredparametersinandaroundthewellproductionsystemtom

4、odelandanalysis．Thesystemcanprovideareliablebasisfortheparameteroptimizationofsubseawellsandflowassuranceoftheproductionsystem．Keywords：virtualmetering；inputmodule；computingmodule；outputmodule；subseawellheadO引言具有较好的应用前景。单井计量是进行油气藏动态预测与生产管理的重要环节，通过水下多相流量计进行单井计量是水下油气田开发工程中常用的方法。目前多相流量计为国外垄断、

5、价格贵，同时由于多相管流的不确定性，多相计量精度仍是难题。水下虚拟计量技术是近年发展起来的一项新技术，其基本原理是针对目标油气田水下工艺系统设计和流体组分、组成参数等，经过多相流动模型计算获得单井油、气、水产量信息。由于其安装方便、可满足目标油气田的需求，既可替代水下多相流量计，也可与多相流量计配合使用，在维修期间作为多相计量装置的备用，因此逐步为业主所接受，在水下油气田开发工程中收稿日期：2013—06—25；修回日期：2013—06—27基金项目：国家科技重大专项课题资助项目(2011ZX05026—004)作者简介：王珏(1983一)，女，工程师，从事仪表控制研究。1

6、工作原理水下虚拟计量系统主要由数据传输处理硬件和多相流软件分析平台组成。硬件部分主要由水下测量仪表和水面数据通讯、处理单元组成。其中水下测量仪表主要包括水下井筒内压力温度传感器、油嘴开度、嘴前后压力、温度、海管进出口压力和温度以及下游工艺系统设施运行参数，可以利用水下生产设施上已经布置的满足模拟分析要求的传感器，如有缺失则需要增加相应的传感器，水面主要设施是以通信、过程控制、模拟分析处理器为主的工控机系统；软件分析是虚拟计量技术的核心，其中生产井井筒、井13、油嘴及生产平台上已有压力、压差和温度数据，是虚拟计量系统软件计算分析的输人参数，软件部分的核心任务是通过对多相混合物

7、在井筒和油嘴中流动的质量、动量及能量方程求解，计算得到单井各相产量。所开发的计算程序可直接安装在中心控制室的计算机监测与控制系统上，也可单独安装在其他具有WindowsNT／2000／XP／Vista的计算机上⋯。水下虚拟计量系统在实现单井计量的同时，还可对每13井产量等给出调整建议，工作原理见图1。鱼△搓迭水下油气井流动信息圈书匿r块r·水下各井的产气量、1．多相流质量方程I产液量及含水率1．多相流动量模型I广_今‘各井的产气量、I·多相流能量模型l一油气比和水气比’水合物生成判断图1虚拟计量系统工作原理图Fig