凝析天然气两相流量计
成果与项目的背景及主要用途: 我国对天然气等清洁能源的需求量逐年增加。天然气在井口刚刚开采出来时 被称作凝析天然气,是湿气的一种,湿气首先要经过测量,然后再进入处理厂。 湿气为气多液少的特殊的气液两相流,流动型态包括分层、波状、环状、雾状等 多种形态,因此检测难度很大。 国际市场,因技术门槛儿高,只有极少数几家公司(FMC\SolartronISA\Roxar) 掌握此项技术。因大多采用射线技术,产品价格高昂。国内市场采用“单相流量 计量仪表”或大型“计量站”,不是无法满足气液两相测量,就是建设数千平方米 的集气计量站,耗资巨大。 68天津大学科技成果选编 凝析天然气两相流量计旨在解决油气田井口湿天然气的气、液两相的在线不 分离计量问题。对于及时、准确、长期地掌握单井、井区、气藏、气田的生产动 态信息,判断气井/气藏的生产变化和水侵状况、优化生产采气工艺、延长气井 生产寿命,并最终提高气田的采收率具有重大的现实意义。 技术原理与工艺流程简介: 双节流计量管由 V 锥流量传感器和文丘里流量传感器串联构成。从天然气 井中采出的凝析天然气体(即湿气)先后流过 V 锥和文丘里,分别产生压差△ P1 和△P2。 △P1=K1QG+K2QL △P2=K3QG+K4QL 69天津大学科技成果选编 70 QG、QL 分别为气相和液相的体积流量;K1、K2、K3、K4 是工况压力、温度、 干度、气相密度 ρG、液相密度 ρL、节流形式、节流比 β、长度 L、气相弗劳德数 Frg、液相雷诺数 Re 等相关函数。远程平台以高性能嵌入式工控机为核心,配以工业宽温电子硬盘、16 路高 精度数据采集卡、12 寸工业宽温液晶屏、工业宽温全金属防水键盘、充电锂电 池等,可实现信号的采集、气液两相流量的计算/显示/存储等。锂电池供电、220 供电和蓄电池+太阳能供电 3 种工作方式。内部供电可待机 16 小时,低功耗模式 20 小时以上。 技术水平及专利与获奖情况: 技术水平: 1)产品不依赖射线技术、分离器技术。 2)适用范围广,海洋、陆地油气田均可适用。 3)结构简单、使用方便、低功耗、互换性好及多参数动态测量。获奖情况: “凝析天然气多参数动态测量技术研究与应用”获得 2013 中国计量测试学会 科学技术进步奖”一等奖。已授权专利 10 项,并成功产业化,制定了相应的企业 标准,通过了第三方的形式评价,取得了中华人民共和国制造计量器具许可证。 应用前景分析及效益预测: 该流量计占地面积约 1 平方米,价格仅为适用于陆上气田的国外同类产品价 格的几分之一甚至十分之一,可取代进口,大幅降低一次性基础设施投入成本和 人力、管理成本。 国内客户:中石油、中石化、中海油 国际客户:国际石油公司 目前已取得了显著经济效益,如为中石油西南油气田分公司川中油气矿节约 气液分离存储等工艺设备、场站用地、值守人员人工成本等累积 8700 万元。 应用领域:天津大学科技成果选编 72 应用领域涉及陆地油气田、采油平台、海下气田、非常规气田(页岩气田、 煤层气)等多种天然气上游生产计量领域。
天津大学
2021-04-11