鞠朋朋，武志坤，陳文峰，張歡，周曉艷

（海洋石油工程股份有限公司， 天津 300451）

隨著海洋油氣開發(fā)逐漸走向深海，水下生產(chǎn)井口的計(jì)量愈發(fā)重要。準(zhǔn)確及時(shí)地測(cè)量單井的油氣水產(chǎn)量，不僅可為油藏部門制定合理的開發(fā)方案提供產(chǎn)量數(shù)據(jù)，還為保證足夠的水化物抑制劑注入提供水產(chǎn)量。中國(guó)南海某氣田有4口水下生產(chǎn)井，水深在200～300m，井口位置分布比較分散，A2井通過9.3km的6“海管回接水下管匯，與管匯處A3、A4井混合后通過6.2km的10”海管輸送到A1井在線管匯混合，再通過12.1km的10“海管輸送至中心處理平臺(tái)進(jìn)行脫水和外輸，氣田開發(fā)示意圖如圖1。

圖1 南海某水下氣田開發(fā)示意圖

根據(jù)水下生產(chǎn)系統(tǒng)開發(fā)方案，結(jié)合當(dāng)前常見的計(jì)量技術(shù)和方法，有以下幾種方案供選擇：

方案一：?jiǎn)尉O(shè)流量計(jì)，每口井單獨(dú)安裝一臺(tái)流量計(jì)，可進(jìn)行井口的實(shí)時(shí)計(jì)量；

方案二：設(shè)置測(cè)試管匯和一臺(tái)水下流量計(jì)，通過測(cè)試管匯倒閥實(shí)現(xiàn)每口生產(chǎn)井的流量計(jì)量；

方案三：關(guān)井計(jì)量，通過關(guān)閉相應(yīng)的水下生產(chǎn)井口，測(cè)量水上產(chǎn)量差值來推測(cè)水下井口的產(chǎn)量；

方案四：關(guān)井計(jì)量，通過水下流量計(jì)的數(shù)值差來推測(cè)相應(yīng)生產(chǎn)井的產(chǎn)量；

方案五：虛擬計(jì)量，通過測(cè)量相應(yīng)的傳感器數(shù)據(jù)，進(jìn)行相關(guān)計(jì)算推測(cè)單井產(chǎn)量。

以上計(jì)量方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，綜合考慮整個(gè)油氣田的開發(fā)方案和經(jīng)濟(jì)性，確定最終的計(jì)量方案。

1 計(jì)量方案

1.1 方案一：每口井單獨(dú)設(shè)置流量計(jì)

在該方案中，每口生產(chǎn)井都單獨(dú)設(shè)置一臺(tái)多相流量計(jì)，多相流量計(jì)的測(cè)量參數(shù)通過采油樹的SCM傳送至水上控制系統(tǒng)。該方案可實(shí)現(xiàn)對(duì)每口生產(chǎn)井產(chǎn)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，在一臺(tái)流量計(jì)發(fā)生故障時(shí)不影響其他井口的測(cè)量，同時(shí)可以根據(jù)每口生產(chǎn)井的產(chǎn)量選取合適的測(cè)量范圍，避免多口生產(chǎn)井共用一臺(tái)流量計(jì)時(shí)測(cè)量范圍不好選取的問題。具體流程如圖2。該方案的缺點(diǎn)是生產(chǎn)井?dāng)?shù)較多時(shí)，設(shè)備的初始投資和安裝費(fèi)用及維護(hù)費(fèi)用較高。

圖2 計(jì)量方案一

1.2 方案二：設(shè)置測(cè)試管匯和水下流量計(jì)

該方案通過倒閥實(shí)現(xiàn)每口生產(chǎn)井的產(chǎn)量計(jì)量。多口水下生產(chǎn)井共用一臺(tái)水下流量計(jì)，且各井口去測(cè)試管匯的閥門要求液壓控制，可以在水上實(shí)現(xiàn)倒閥功能。該方案只需一臺(tái)水下流量計(jì)，但需要設(shè)置較多的液壓控制閥門，增加了管匯的體積和重量，同時(shí)閥門的初始投資和維修工作量也較大；在流量計(jì)發(fā)生故障時(shí)，所有的水下生產(chǎn)井口都無法進(jìn)行計(jì)量。具體流程如圖3。

圖3 計(jì)量方案二

1.3 方案三：關(guān)井水上計(jì)量

該方案通過關(guān)閉相應(yīng)的水下生產(chǎn)井口，測(cè)量平臺(tái)上段塞流捕集器出口的產(chǎn)量變化來推測(cè)水下生產(chǎn)井口的產(chǎn)量。該方案不需要設(shè)置水下多相流流量計(jì)，也不需要設(shè)置測(cè)試管匯和用于測(cè)量的液壓控制閥門，設(shè)備初始投資和操作維修量均較低。但該方案計(jì)量的準(zhǔn)確度較低，影響整個(gè)油氣田的產(chǎn)量，且無法實(shí)現(xiàn)對(duì)單井實(shí)時(shí)計(jì)量的需要，在需要核實(shí)水化物抑制劑注入量等數(shù)據(jù)要求較嚴(yán)格的場(chǎng)合，準(zhǔn)確度較低。

1.4 方案四：關(guān)井水下計(jì)量

該方案在水下管匯出口設(shè)置流量計(jì)，通過關(guān)閉相應(yīng)的水下生產(chǎn)井口，記錄流量計(jì)的數(shù)值差實(shí)現(xiàn)單井產(chǎn)量的計(jì)量。該方案不要設(shè)置測(cè)試管匯，也不需設(shè)置多臺(tái)流量計(jì)，管匯設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，流量計(jì)的操作維修工作量較小。但在管匯尺寸較大時(shí)，流量計(jì)不好選取且價(jià)格昂貴貴；且無法實(shí)現(xiàn)單井的實(shí)時(shí)計(jì)量，在流量計(jì)發(fā)生故障時(shí)，所有的水下井口都無法實(shí)現(xiàn)計(jì)量。

1.5 方案五：虛擬計(jì)量

該方案通過測(cè)量各溫度、壓力傳感器的數(shù)據(jù)，油嘴前后壓力，油嘴自身特性和電潛泵特性等相關(guān)數(shù)據(jù)，利用專門的軟件進(jìn)行模擬，計(jì)算每口井的產(chǎn)量，無需設(shè)置水下流量計(jì)和測(cè)試管匯等，可節(jié)約大量的設(shè)備初始投資。但該方案的精確程度與傳感器的精確度及系統(tǒng)的維護(hù)及時(shí)性均高度相關(guān)，需要專門培訓(xùn)的操作人員，對(duì)后期系統(tǒng)的維護(hù)也有較高要求。

綜上所述，各計(jì)量方案對(duì)比如表1。

表1 各計(jì)量方案優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

2 方案對(duì)比

方案一相對(duì)于其他方案測(cè)量數(shù)據(jù)最全面、最及時(shí)，能充分地反映油藏的狀況，為制定合理的開發(fā)方案提供全面的數(shù)據(jù)支持；同時(shí)由于可以測(cè)量每一口生產(chǎn)井的產(chǎn)量，可以實(shí)時(shí)比較井口水化物抑制劑等注入量是否滿足生產(chǎn)要求；在一臺(tái)流量計(jì)發(fā)生故障時(shí)，其他流量計(jì)可以正常生產(chǎn)，互不影響；由于水下各生產(chǎn)井的產(chǎn)量在設(shè)計(jì)壽命內(nèi)變化較大，每口井單獨(dú)設(shè)置流量計(jì)便于流量計(jì)的選擇，避免測(cè)量范圍過大而選取不到合適的流量計(jì)。

方案二相對(duì)于其他方案，流量計(jì)的初始投資和操作維修工作量較低，但增加了管匯的重量和液壓控制閥的數(shù)量。對(duì)于該南海項(xiàng)目，由于井位相對(duì)分散，A2井距離A3、A4井的管匯距離達(dá)9.3km，A1井距離A3、A4井的管匯距離達(dá)6.2km，無法實(shí)現(xiàn)測(cè)試管匯倒閥計(jì)量單井產(chǎn)量的功能，因而不采用此方案。

方案三雖然不要增加水下流量計(jì)和測(cè)試管匯等投資，但是無法實(shí)現(xiàn)各井口產(chǎn)量的實(shí)時(shí)計(jì)量，同時(shí)該方案準(zhǔn)確度較低，無法滿足核實(shí)井口水化抑制劑注入量的要求；該方案需要停產(chǎn)，影響氣田產(chǎn)量。同時(shí)氣井在停產(chǎn)后如果不采取適當(dāng)?shù)拇胧?huì)產(chǎn)生水化物，因而對(duì)停井后注入甲醇、泄壓等要求較高，因而該南海項(xiàng)目未采用該方案。

方案四類似于方案三，雖然設(shè)置了水下流量計(jì)，但由于各生產(chǎn)井的產(chǎn)量在設(shè)計(jì)壽命內(nèi)變化較大，不一定能滿足水化物抑制劑注入的準(zhǔn)確度要求，同時(shí)由于該流量計(jì)需要安裝在管匯出口，但目前該南海項(xiàng)目管匯未設(shè)置SCM等控制模塊，同時(shí)也無法實(shí)現(xiàn)A2井的計(jì)量，因而不采用此方案。

方案五需要的傳感器精確度較高，軟件的維護(hù)費(fèi)用和操作人員的技能要求較高，并且需要根據(jù)井口流體物性的變化及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，后期需要廠家支持的工作量大，維護(hù)成本較高；目前應(yīng)用效果和可靠性需要進(jìn)一步核實(shí)，本著安全可靠的原則，該南海項(xiàng)目未采用此方案。

通過以上的方案比較，最終采取了方案一。

3 結(jié)論

單井設(shè)流量計(jì)實(shí)時(shí)性好，測(cè)量全面及時(shí)，但成本較高；關(guān)井水上計(jì)量影響產(chǎn)量且準(zhǔn)確度較低；關(guān)井水下計(jì)量在選取流量計(jì)方面存在不確定性；虛擬計(jì)量尚需下一步繼續(xù)研究，以便今后應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

◆參考文獻(xiàn)

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