測定氣體產量一般是測定氣體在某段時間內的流量折算成日產氣量。采用的計量儀表有機械式和電子式兩類, 其中機械式儀表使用方便、成本低廉、維護簡單, 在油田得到普遍應用。機械式測氣儀表主要有:孔板式臨界速度流量計、墊圈式氣體流量計、機械渦輪流量計等;電子式測氣儀表主要有:氣體渦街流量計、旋進旋渦流量計、電子渦輪流量計等。

根據氣體產量的大小, 當氣產量大于0.8×104m3/d, 一般采用臨界速度流量計測氣, 它具有結構簡單、計算比較準確、測量范圍寬的優點。

臨界速度流量計測氣應滿足下列條件, 以保證測定準確、安全:

(1) 流量計內徑與排氣管線內徑相同, 流量計上流直管段長度大于10倍流量計內徑, 下流直管長度大于5倍流量計內徑;

(2) 孔板孔眼直徑等于0.4~0.8倍流量計內徑, 厚度3~6mm, 孔板喇叭口在氣流下方;

(3) 選用適當的孔板, 使天然氣通過孔板時上流壓力p1與下流壓力p2滿足條件p2≤0.546p1, 并且使上流壓力控制在0.083~0.4MPa, 此時天然氣的流速等于在該處溫度下天然氣的聲速, 增加上流壓力, 流速斷面***小處的速度并不增加, 只增加氣體的密度和流量, 此時氣流達到臨界流速, 利用上流壓力可計算出流量。

折算為標準狀況1atm、20℃時的日產氣量計算公式為

式中Q—日產氣量, m3/d;

C—臨界流量系數, 對于50.8mm臨界流量計, 1.59~38mm孔板, C為0.83~0.92;對于101.6mm臨界流量計, 12.7~76.2mm孔板, C為0.85~0.90;

d—孔板直徑, mm;

p1—孔板上流壓力, MPa;

γ—氣體相對密度;

Z—天然氣的壓縮系數 (當p1<0.8MPa時, Z≈1) ;

T—孔板上流溫度, K。

使用臨界速度流量計, 當未達到臨界氣流時, 即p2>0.546p1時, 折算為標準狀況 (1atm、20℃) 時的日產氣量計算公式為

式中p2—孔板下流壓力, MPa。

當氣產量小于0.8×104m3/d時, 一般采用墊圈式氣體流量計測氣。墊圈式氣體流量計測氣時應滿足下列條件, 以保證測量準確:

(1) 流量計內徑與排氣管線內徑相同, 流量計上流直管段長度大于10倍流量計內徑, 下流直通大氣, 下流壓力為大氣壓力;

(2) 擋板孔眼直徑等于0.4~0.8倍流量計內徑, 厚度3~6mm, 孔板喇叭口在氣流下方;

(3) 氣流通過擋板孔產生壓差, 選擇合適擋板使水柱 (汞柱) 高差控制在75~150mm。根據所測壓差計算氣體流量, 計算公式為

式中Q—日產氣量, m3/d;

d—孔板直徑, mm;

△H—汞柱 (水柱) 壓差, mm;

γ—氣體相對密度;

T—孔板上流溫度, K。

以上兩種測氣方法屬于常規機械式測氣儀表式, 在生產中經常用到, 原理簡單操作方便, 成本低廉、維護簡單, 適用于常規測氣, 在油田得到普遍應用。

北4—2—丙77井位于大慶油田采油三廠薩北地區, 射孔時發現強烈的油氣顯示, 根據其自噴能力選擇4mm油嘴進行測試工作, 接氣液兩相分離器進行油氣分離, 并采用臨界速度流量計測氣, 初期密集采點, 記錄井口、上下流壓力以及孔板上流溫度, 至后期毎20min采點一次, 并計算氣體產量, 得出這口井的氣體產量變化及其產能。

在壓井后, 由于氣產量變小, 需要誘噴, 此時采用了墊圈式氣體流量計測氣, 初期采用水作為介質, 毎20min采點一次。后期由于誘噴效果明顯, 氣產量上漲, 故采用水銀作為介質, 仍20min采點一次, 直至產量超出0.8×104m3/d, 誘噴成功, 至此, 又換回成臨界速度流量計測氣終至完井, 達到預期的測氣目地。

臨界速度流量計測氣, 墊圈式氣體流量計測氣這兩種方法在此次測氣過程中操作方便, 組裝簡單, 節省了很多不必要的麻煩, 創造了效益。