凝析天然氣兩相流量計
成果與項目的背景及主要用途: 我國對天然氣等清潔能源的需求量逐年增加。天然氣在井口剛剛開采出來時 被稱作凝析天然氣,是濕氣的一種,濕氣首先要經過測量,然后再進入處理廠。 濕氣為氣多液少的特殊的氣液兩相流,流動型態包括分層、波狀、環狀、霧狀等 多種形態,因此檢測難度很大。 國際市場,因技術門檻兒高,只有極少數幾家公司(FMC\SolartronISA\Roxar) 掌握此項技術。因大多采用射線技術,產品價格高昂。國內市場采用“單相流量 計量儀表”或大型“計量站”,不是無法滿足氣液兩相測量,就是建設數千平方米 的集氣計量站,耗資巨大。 68天津大學科技成果選編 凝析天然氣兩相流量計旨在解決油氣田井口濕天然氣的氣、液兩相的在線不 分離計量問題。對于及時、準確、長期地掌握單井、井區、氣藏、氣田的生產動 態信息,判斷氣井/氣藏的生產變化和水侵狀況、優化生產采氣工藝、延長氣井 生產壽命,并最終提高氣田的采收率具有重大的現實意義。 技術原理與工藝流程簡介: 雙節流計量管由 V 錐流量傳感器和文丘里流量傳感器串聯構成。從天然氣 井中采出的凝析天然氣體(即濕氣)先后流過 V 錐和文丘里,分別產生壓差△ P1 和△P2。 △P1=K1QG+K2QL △P2=K3QG+K4QL 69天津大學科技成果選編 70 QG、QL 分別為氣相和液相的體積流量;K1、K2、K3、K4 是工況壓力、溫度、 干度、氣相密度 ρG、液相密度 ρL、節流形式、節流比 β、長度 L、氣相弗勞德數 Frg、液相雷諾數 Re 等相關函數。遠程平臺以高性能嵌入式工控機為核心,配以工業寬溫電子硬盤、16 路高 精度數據采集卡、12 寸工業寬溫液晶屏、工業寬溫全金屬防水鍵盤、充電鋰電 池等,可實現信號的采集、氣液兩相流量的計算/顯示/存儲等。鋰電池供電、220 供電和蓄電池+太陽能供電 3 種工作方式。內部供電可待機 16 小時,低功耗模式 20 小時以上。 技術水平及專利與獲獎情況: 技術水平: 1)產品不依賴射線技術、分離器技術。 2)適用范圍廣,海洋、陸地油氣田均可適用。 3)結構簡單、使用方便、低功耗、互換性好及多參數動態測量。獲獎情況: “凝析天然氣多參數動態測量技術研究與應用”獲得 2013 中國計量測試學會 科學技術進步獎”一等獎。已授權專利 10 項,并成功產業化,制定了相應的企業 標準,通過了第三方的形式評價,取得了中華人民共和國制造計量器具許可證。 應用前景分析及效益預測: 該流量計占地面積約 1 平方米,價格僅為適用于陸上氣田的國外同類產品價 格的幾分之一甚至十分之一,可取代進口,大幅降低一次性基礎設施投入成本和 人力、管理成本。 國內客戶:中石油、中石化、中海油 國際客戶:國際石油公司 目前已取得了顯著經濟效益,如為中石油西南油氣田分公司川中油氣礦節約 氣液分離存儲等工藝設備、場站用地、值守人員人工成本等累積 8700 萬元。 應用領域:天津大學科技成果選編 72 應用領域涉及陸地油氣田、采油平臺、海下氣田、非常規氣田(頁巖氣田、 煤層氣)等多種天然氣上游生產計量領域。
天津大學
2021-04-11