专利名称：油井产出液含油量计量方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对油田油井的产出液进行含油量计量的方法及其装置。具体地讲，就是一种罐式的对油井产出液进行多相分离、逐层检测的方法及装置。
背景技术：
在油田的生产过程中，从油井采出的原液，是一种由原油、水、伴生气构成的混合液，可简称为油井产出液。在将油井产出液输送到油田联合站进行集中处理前，需要对其按油、水、气三相组份进行计量，简称单井计量，特别是对油井的产油量进行计量，从而及时掌
握各油井的生产工况，合理进行生产调度。油田现有的单井计量技术，主要包括计量分离罐间歇计量技术、两相分离连续计量技术和三相分离连续计量技术。其中，两相分离连续计量技术，如中国专利200610105004. 1,200320125135. 8分别提出的技术方案，结构较紧凑，但对油井产油量的计量误差太大，且无法验证；三相分离连续计量技术，如中国专利200420022701. 7所提出的技术方案，其对油井产油量的计量误差明显降低，但结构复杂、造价高、操作困难，而且，其对油井产油量的计量误差也不易验证。因此，油田现在大量应用的油井计量装置仍然是计量分离罐间歇计量技术，如中国专利CN98222454.0所介绍的技术方案，其设有一个立式的分离罐，在分离罐的上部、下部、顶部，分别设有油井产出液输入管路、液体输出管路、气体输出管路，在油井产出液输入管路、液体输出管路、气体输出管路上分别设有进液阀、排液阀、排气阀，在计量分离罐上还设有用于测量罐内液面高度的液面仪；在分离罐内部液体排空后，打开气体输出阀和油井产出液输入阀，关闭液体输出阀，同时开始计时，进入计量分离罐的油井产出液在罐内进行气、液分离，所分离出的气体经气体输出管路外输，液体在液面仪的监测下逐渐沉积在计量分离罐的下部，在液面达到液面仪指示的某个高度后，停止计时，随后就可以计算出计时时间内油井的产液量，然后，用人工从井口取样的方式，检测出液体的含油率或者含水率，最后得出原油和水各自的产量。该技术方案的优点是结构简单、造价低廉，可以方便地计量出计时时间内或者单位时间内油井的产液量，但却不能同时计量出计时时间内原油和水各自的产量，需要通过油井采样，人工测含水率的方式推算出油井的原油产量，由于采样时间和油样本身具有很大的不确定性，所以，不但油井计量的时间长、劳动强度大，计量的精度也无法保证，仍然不能满足油田对油井计量的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种方法简单，操作可靠，利用计量分离罐，在计时时间内计量出油井产液量的同时，计量出原油、水各自的产量；计量误差�。铱梢越醒橹さ挠途鲆汉土考屏糠椒白爸�。本发明解决上述技术问题所采取的技术方案是
一种油井产出液含油量计量方法，其特征是油井产出液通过输入管路输入一个立式的分离罐，在分离罐内进行气、液分离后，在分离罐体上部形成气体层，气体经上部的气体输出管路外输，液体在排液阀关闭的分离罐内聚集并进行油水沉降分层，形成位于分离罐体中部的乳化油层和位于下部的游离水层；通过分离罐上设有的液面仪测量罐内液面高度；在液面达到要求高度后，记录油井产出液输入时间T ;在分离罐垂直方向的不同规定高度上，安装有若干个油水组份测量仪探头，各探头测量其所在液面层的含油率n i，设定相邻探头中间水平面为一液面层的上界面或下界面，根据分离罐的结构尺寸和探头的安装设定，确定各探头所在液面层的厚度h、水平截面积Si,计算各探头所在液面层的含油量体积Vitt，各探头所在液面层的含油量体积相加，得出进液时间τ内油井的产油量体积νΛ。一种油井产出液含油量计量装置，设有一个立式的分离罐，在分离罐的上部、下部、顶部分别设有油井产出液输入管路，液体输出管路、气体输出管路，在油井产出液输入管路、液体输出管路、气体输出管路上分别设有进液阀、排液阀、排气 阀；在分离罐上还设有监测液面的液面仪，其特征是在所述的分离罐上还设有若干个油水组份测量仪探头，每个所述的探头能够对其所在的水平液面层进行含油率测量，在垂直方向上，每个油水组份测量仪探头的高度尺寸明确，其测量范围在垂直方向上横跨或者代表其所定位的的水平液面层，相邻的水平液面层相互无缝对接。所述的油水组份测量仪探头可以是射线式、高频或微波吸收式、电容或阻抗式等。所述的油水组份测量仪探头可以侧部安装，也可以顶部安装，其在垂直方向上可以不在一个平面内。所述的油水组份测量仪探头与液面仪可以分散设置在分离罐上，也可以集成为一体。在具体工作时，若干个油水组份测量仪探头在垂直方向上布满位于分离罐体中部的乳化油层，并向下延伸进入游离水层、向上延伸进入气体层；为了便于描述，我们将分离罐在垂直方向上大体分为三部分，即位于底部的集水仓、中部的集油仓和上部的集气仓。对于计量含水较高的油井产出液，为了保证产油量的计量精度不降低，在进行油井计量时，要求位于分离罐体中部的乳化油层必须达到规定的厚度，这就要求所述的分离罐体必须具有足够的高度，从而为位于下部的游离水层提供足够大的空间，这就增加了装置的造价，同时减少了装置对场地的适应能力。为此，本发明所提出的技术方案，特别设计了一个中部横向缩小的分离罐体，即所述的分离罐体中部的横向截面积为所述分离罐体下部的横向截面积的5%至80%，在立式分离罐体的高度不增加的条件下，明显增加了可测量乳化油层的厚度，提高了原油计量的精度。本发明所提出的技术方案，在气体输出管路上，还可以设置一个气体流量计，用于测量约定时间段内油井的气体产量，实现对油、水、气的三相计量。为了进一步提高油井计量的精度和方便性，本发明所提出的技术方案还可以设有一个数据处理与控制单元，所述的数据处理与控制单元分别与所述的液面仪、若干个油水组份测量仪探头、气体流量计以及位于各管路上的若干个电动阀门等电连接。所述的数据处理与控制单元分别控制各电动阀门的工作，快速处理采集到的各种数据，及时给出被测油井的计量结果。本发明所提出的技术方案带来的有益效果是
第一，本发明所提出的技术方案，在利用简单的计量分离罐实现对油井产出液体量进行计量的同时，通过在分离罐垂直方向的不同规定高度上，安装的若干个油水组份测量仪探头，能够依次对探头所在的水平液面层进行实时地含油率测量，实现了对原油净产量的计量，满足了油田生产的现实需求。第二，通过提出一个中部缩径的立式分离罐体，相应地提高计量油层的高度，在液面仪、油水组份测量仪等仪表精度一定的条件下，可以进一步地提高计量分离罐的计量精度，减小原油产量的计量误差，特别适合于对高含水、间歇出油等复杂油井的计量。
图I是本发明的一个原理示意图，若干个油水组份测量仪探头采用了侧装结构。图2是本发明的另一个结构示意图，若干个油水组份测量仪探头采用了顶装结构。 图3是本发明的一个采用分离罐体中部横向缩径结构的示意图，液面仪和若干个油水组份测量仪探头采用了集成顶装结构。图中标号是1、分离罐体，101、分离罐体下部的集水仓，102、分离罐体中部的集油仓，103、分离罐体上部的集气仓；2、油井产出液输入管路，201、手动进液阀，202、电动进液阀；3、液体输出管路，301、手动排液阀，302、电动排液阀；4、气体输出管路，401、手动排气
阀，402、电动排气阀；5、液面仪；6、若干个油水组份测量仪探头，601、602、603........油
水组份测量仪探头；7、数据处理与控制单元；56、若干个油水组份测量仪探头与液面仪集成装置；8、气体流量计。
具体实施例方式一种油井产出液含油量计量方法，油井产出液首先通过输入管路输入一个立式的分离罐,在分离罐内进行气、液分离后,在分离罐体上部形成气体层,气体经上部的气体输出管路外输，液体在排液阀关闭的分离罐内聚集并进行油水沉降分层，形成位于分离罐体中部的乳化油层和位于下部的游离水层；通过分离罐上设有的液面仪测量罐内液面高度；在液面达到要求高度后，记录油井产出液输入时间T ;在分离罐垂直方向的不同规定高度上，安装有若干个油水组份测量仪探头，各探头测量其所在液面层的含油率n i，设定相邻探头中间水平面为一液面层的上界面或下界面，根据分离罐的结构尺寸和探头的安装设定，确定各探头所在液面层的厚度hp水平截面积Si,计算各探头所在液面层的含油量体积
，各探头所在液面层的含油量体积相加，得出进液时间τ内油井的产油量体积νΛ。本发明方法具体描述为一种油井产出液含油量计量方法，油井产出液通过输入管路输入一个立式的分离罐，在分离罐内进行气、液分离后，在分离罐体上部形成气体层，气体经上部的气体输出管路外输，液体在排液阀关闭的分离罐内聚集并进行油水沉降分层，形成位于分离罐体中部的乳化油层和位于下部的游离水层；分离罐上设有液面仪，用于测量罐内液面高度；在分离罐垂直方向的不同规定高度上，还设有若干个油水组份测量仪探头，在液面以下被液体完全覆盖的每一个油水组份测量仪探头，在垂直方向上，定位了一个将其包含其中，其含油率Hi可以被所述油水组份测量仪探头测得的数据所代表的有一定厚度h的水平液面层，相邻的水平液面层相互无缝对接，所述的水平液面层的上、下液面，取决于其所包含的油水组份测量仪探头与相邻的上、下探头各自的高度尺寸及其在垂直方向上的测量范围，每个水平液面层的上液面与其下液面的高度差，就是该水平液面层的厚度hi，理想情况下，在垂直方向上，每个油水组份测量仪探头所测量的范围是一样的，相邻两个油水组份测量仪探头之间的距离也均等，这时，每个水平液面层的厚度Iii就是相邻两个探头中心点之间的高度差；相邻的油水组份测量仪探头之间的垂直距离应尽可能�。蕴岣哂退饬康木龋舾筛鲇退榉莶饬恳翘酵吩诖怪狈较蛏喜悸挥诜掷牍尢逯胁康娜榛筒悖⑾蛳卵由旖胗卫胨�、向上延伸进入气体层；在所述的液面仪监测到分离罐内的液面达到要求高度后，立即开始读数或者将油井产出液通过阀门转输到短路管道上后开始读数，这些读数包括进液时间T、液面总高度
H、各个水平液面层的含油率Π 1等，由于所述分离罐的结构尺寸是已知的，读出了液面总高度H，就得出了进液时间T内油井的产液量体积V ;对于各个通过油水组份测量仪探头定位的水平液面层i，从最下端的Hi为零的水平液面层，到液面下的第一个完整的水平液面层n，其含油率Hi、厚度4、水平截面积Si都是已知的，而从总液面到液面下的第一个完整层n有一个不完整的水平液面层n+Ι，其高度为液面总高度H减去第n层的上液面高度Hn±，其·液体含油率近似为第n层的含油率ηη，因此，各个完整水平液面层的含油量体积Vitt与最上面一层不完整的水平液面层的含油量体积1+1_都可以通过计算得出，以上各个水平液面层的含油量体积相加，就得出了进液时间T内油井的产油量体积Vtt
权利要求
1.一种油井产出液含油量计量方法，其特征是油井产出液通过输入管路输入一个立式的分离罐，在分离罐内进行气、液分离后，在分离罐体上部形成气体层，气体经上部的气体输出管路外输，液体在排液阀关闭的分离罐内聚集并进行油水沉降分层，形成位于分离罐体中部的乳化油层和位于下部的游离水层；通过分离罐上设有的液面仪测量罐内液面高度；在液面达到要求高度后，记录油井产出液输入时间T ;在分离罐垂直方向的不同规定高度上，安装有若干个油水组份测量仪探头，各探头测量其所在液面层的含油率n i，设定相邻探头中间水平面为一液面层的上界面或下界面，根据分离罐的结构尺寸和探头的安装设定，确定各探头所在液面层的厚度hp水平截面积Si,计算各探头所在液面层的含油量体积Vitt，各探头所在液面层的含油量体积相加，得出时间T内油井的产油量体积V_。
2.一种油井产出液含油量计量装置，设有一个立式的分离罐，在分离罐的上部、下部、顶部分别设有油井产出液输入管路，液体输出管路、气体输出管路，在油井产出液输入管路、液体输出管路、气体输出管路上分别设有进液阀、排液阀、排气阀；在分离罐上还设有监测液面的液面仪，其特征是所述分离罐垂直方向的不同规定高度上，安装有若干个油水组份测量仪探头。
3.如权利要求2所述的油井产出液含油量计量装置，其特征是所述的分离罐体中部的横向截面积为所述分离罐体下部的横向截面积的5%至80%。
4.如权利要求2所述的油井产出液含油量计量装置，其特征是所述的油水组份测量仪探头侧装在所述的分离罐上。
5.如权利要求2所述的油井产出液含油量计量装置，其特征是所述的油水组份测量仪探头顶装在所述的分离罐上。
6.如权利要求2所述的油井产出液含油量计量装置，其特征是所述的油水组份测量仪探头与液面仪集成为一体。
7.如权利要求2所述的油井产出液含油量计量装置，其特征是在气体输出管路上，还可以设置一个气体流量计，用于测量约定时间段内油井的气体产量，实现对油、水、气的三相计量。
8.如权利要求2所述的油井产出液含油量计量装置，其特征是其设有一个数据分析与控制单元，所述的数据分析与控制单元与安装在所述的分离罐上的各个测量仪表、电动控制阀门电连接。
全文摘要
本发明涉及一种油田油井产出液含油量计量方法及装置。包括一个立式的分离罐，在分离罐上设有油井产出液输入管路、液体输出管路、气体输出管路分别位于分离罐上部、下部、顶部，在油井产出液输入管路、液体输出管路、气体输出管路上分别设有进液阀、排液阀、排气阀，分别用于控制油井产出液的输入、液体、气体的输出；在分离罐上还设有液面仪，用于测量分离罐内液面高度。在所述的分离罐上还设有若干个油水组份测量仪探头，能够依次对探头所在的水平液面层进行含油率测量，在利用简单的计量分离罐实现对油井产出液体量进行计量的同时，实现了对原油净产量的计量，满足了油田生产的现实需求。
文档编号G01F1/74GK102706401SQ201110087369
公开日2012年10月3日 申请日期2011年3月28日 优先权日2011年3月28日
发明者王其明 申请人:威�：：涂萍加邢拊鹑喂�
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