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摘要：闡述了3種關(guān)于海洋石油平臺注水流量計誤差在線測試的方法，包括便攜儀表法、容積法和標準表法的使用步驟和優(yōu)缺點。針對渤海A平臺某注水井流量計存在測量誤差問題，利用平臺現(xiàn)有設(shè)備設(shè)施，嘗試使用容積法和標準表法進行誤差在線測試，通過誤差在線測試和修正實驗驗證了標準表法和最小二乘法結(jié)合的應(yīng)用效果，為今后海洋石油平臺注水流量計誤差在線測試和修正提供參考理論依據(jù)，以利于降低流量計誤差測試成本，提高注水井精細化管理水平，促進油田增產(chǎn)。
0引言
　　隨著油田逐步開采，地層能量遞減，注水成為提高油田采收率的重要手段。注水效果的好壞直接影響到石油開采的效果[1]，過多注水會造成地層紊亂，油井產(chǎn)液含水上升，甚至地層破壞，環(huán)境污染；注水量過少會引起地層壓力下降，油井產(chǎn)液量不足，影響油田經(jīng)濟效益，所以油田注水準確計量顯得尤為重要。為保持注水流量計的準確性，需對其進行定期或不定期的誤差測試，目前海洋石油平臺注水流量計誤差測試一般采用傳統(tǒng)方法——測井測試和拆卸返陸地校驗。測井測試作業(yè)費用昂貴，拆卸返陸地校驗方法存在水井關(guān)井時間長，流量計拆卸和安裝勞動強度大，海洋運輸環(huán)節(jié)多，綜合費用高等缺點，因此海洋石油平臺注水流量計誤差在線測試迫在眉睫。根據(jù)海洋石油平臺獨有特點，探索適合其注水流量計誤差在線測試的有效方法。
1注水流量計誤差在線測試方法
　　渤海南部海域，某油田地層天然能量不足，采用注水開發(fā)方式。該油田A平臺設(shè)污水處理系統(tǒng)和注水系統(tǒng)，如圖1所示，生產(chǎn)污水和水源井水經(jīng)過生產(chǎn)污水處理系統(tǒng)處理后，通過注水泵增壓，注水管匯分配到各注水井，回注地層。每口注水井設(shè)有流量計，測試單井注水量。A平臺某注水井配注385m3/d，但通過調(diào)節(jié)注水壓力、改變水嘴開度等，該井流量計顯示均達不到配注量，初步判斷該井注水流量計可能存在測量誤差。為克服采用測井測試或者拆卸返陸地校驗的缺點，探索在平臺上完成該流量計誤差測試的有效方法。

1.1便攜儀表法
　　便攜式超聲波流量計使用兩個傳感器夾在流體管道外壁，可測量管內(nèi)流體流量。便攜式超聲波流量計適用于河水、海水、工業(yè)污水、燃油和化工液體等。使用時，首先選擇合適的檢測位置，該位置的管道要有足夠長的直管道，且此段管道內(nèi)必須灌滿液體，不能有氣泡；然后用砂紙打磨掉管道外壁防腐層，用檢測探頭檢測管道工藝結(jié)構(gòu)，確保無裂縫、焊渣、工藝缺陷等，再使用測厚探頭測量該位置管壁厚度。
　　在便攜式超聲波流量計設(shè)置管道外徑、壁厚、材質(zhì)、液體種類和傳感器安裝方式等，查看傳感器的軸向安裝距離。安裝完畢后，可測量管道流體流量。盡管攜式超聲波流量計體積小、自動化程度高、安裝方便、測量時無需拆卸流量計或改變工藝流程，但被測介質(zhì)、現(xiàn)場環(huán)境、壁厚測量以及安裝都會影響測量結(jié)果準確性。
1.2容積法
　　為克服以上因素對誤差測試準確性的影響，利用平臺現(xiàn)有設(shè)備設(shè)施嘗試新方法。測試分離器是平臺計量單口油井產(chǎn)氣產(chǎn)液量的設(shè)備，如圖2所示，使用高壓軟管連通注水井采油樹和測試分離器，使流過該注水井流量計的液體流入到測試分離器，通過測量測試分離器內(nèi)液體體積計算流體流量，即容積法。

　　該平臺測試分離器為立式圓柱罐體。測量時，隔離排空測試分離器。使用高壓軟管連接流程，一端連接該井采油樹服務(wù)管匯生產(chǎn)翼閥法蘭，另一端連接測試分離器頂部預(yù)留口法蘭。緊固法蘭，水壓測試正常后，關(guān)閉采油樹水嘴和主閥，導(dǎo)通采油樹服務(wù)管匯生產(chǎn)翼閥和計量分離器頂部預(yù)留口隔離閥，緩慢開啟水嘴，通過觀察流量計，調(diào)節(jié)流量和該井注水工況流量相近，且流量波動較小時，在平臺中控操作站啟動流量計流量累計，記錄罐體液位L1和時間T1。經(jīng)一段時間后，停止流量計流量累計，記錄此時累計流量Q、液位L2和時間T2，然后關(guān)閉采油樹水嘴、服務(wù)管匯生產(chǎn)翼閥，停止測試。該流量計的基本誤差為：

　　式中：Δq是流量計基本誤差，Q是流量計累計流量，D是測試分離器直徑，L1、L2分別是開始和停止測試時的液位，T1、T2分別是開始和停止測試時的時間。
　　容積法充分利用海洋石油平臺現(xiàn)有的設(shè)備設(shè)施，測試成本低，方法簡單，對操作人員技術(shù)要求不高，但由于計量分離器容積較小，罐體液位計精度限制，只能對注水流量計誤差初步測試，排查出誤差較大的流量計，進一步檢驗和標定還需返陸地。
1.3標準表法
　　嘗試使用精度高標準流量計，在容積法測試工藝流程加入移動式標準流量計，這種改良后的方法稱標準表法。如圖3所示，標準表法的關(guān)鍵是被測流量計和標準流量計在工藝流程串聯(lián)，使流過被測流量計和標準流量計的流量相等，通過標準表對比計算出被測表誤差。

　　標準表法與容積法在測試時流程工藝略有差異。標準表法可以不在計量分離器儲存液體，通過其原油出口管線輸送到生產(chǎn)流程。導(dǎo)通流程，記錄被測流量計和標準流量計數(shù)據(jù)，按下式計算絕對誤差和相對誤差。

式中：ε是絕對誤差，δ是相對誤差，Q實是被測流量計讀數(shù)，Q標是標準流量計讀數(shù)。
　　測試數(shù)據(jù)如表1所示，顯示該井流量計存在測量誤差，對于誤差比較大的流量計，可測量多組數(shù)據(jù)，采用最小二乘法求出流量計修正系數(shù)，對被測流量計數(shù)據(jù)進行修正，以提高流量計精度。

式中：K是修正系數(shù)，iQ實是被測流量計第i次讀數(shù)，iQ標是標準流量計第i次讀數(shù)。
　　實際測量中，一般測量4～5個不同的流量值。該井流量計明顯存在較大誤差，利用公式(4)計算出修正系數(shù)K＝1.4921，對測量數(shù)據(jù)進行修正，修正后流量對比曲線如圖4。


　　修正前，若該井以表觀12.8m3/h(修正前流量計測試值)注水，則實際以19.4m3/h向地層注水，每年地層多注水約5.8萬m3，長此以往將造成地層油藏嚴重紊亂，甚至破壞環(huán)境。修正后的測量結(jié)果大幅度提高了注水精細化程度。
　　由于在海洋石油平臺現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上，需要采購標準表，且需配置與高壓軟管相適應(yīng)的法蘭連接口，額外增加成本，但其準確性高，操作簡易，可連續(xù)測試多個流量點，為修正測量值提供足夠數(shù)據(jù)。
2結(jié)論
①傳統(tǒng)的流量計校準方法在海洋石油平臺注水流量計校準中普遍使用，其勞動強度大，費用高，工時比較長，給油田注水精細管理帶來困難。
②便攜儀表法、容積法和標準表法均實現(xiàn)平臺注水流量計誤差在線測試，解決了傳統(tǒng)方法的局限性，且標準表法和最小二乘法結(jié)合在流量計誤差測試和修正方面取得預(yù)期效果。
③用流量計誤差在線測試方法可及時發(fā)現(xiàn)注水流量計誤差，并采取相應(yīng)措施，提高注水井精細化管理水平，防止環(huán)境污染，提高油田運行效益。

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