摘要：元壩(bà)氣田是中(zhong)石化成功(gōng)開發的第(dì)二個大型(xing)🌈酸性氣田(tian)。在😍氣田開(kai)發中，克服(fú)傳統計量(liang)裝置在高(gāo)🈚含硫🏒氣體(tǐ)📐計量存在(zài)的問題，實(shí)行準确計(ji)量關乎開(kāi)發的成㊙️敗(bai)。 外夾式超(chāo)聲波流量(liang)計 能有效(xiao)的解決酸(suān)性氣田計(jì)量中存在(zai)的問題，除(chu)常規計量(liang)影響❄️因素(su)外，計量管(guan)段附着的(de)水珠、沉積(jī)的單質硫(liú)對計量的(de)準确性也(ye)影響較大(dà)。結合現場(chang)運用中實(shi)際問題，分(fen)析問題原(yuán)因💛，找出了(le)解決計量(liang)不準的切(qie)實可行的(de)措施，明确(que)下一步攻(gōng)關的方向(xiang)，值得高含(han)硫氣田開(kāi)發借鑒。
前(qian)言
　　元壩氣(qi)田是中石(shí)化繼普光(guāng)氣田之後(hòu)，成功開發(fa)的第二個(ge)酸性整裝(zhuāng)大型氣藏(cáng)。氣田分一(yi)二期不同(tong)時間投運(yùn)，2025年12月一期(qi)試采工程(chéng)第一口井(jing)建成投産(chan)，2016年二期滾(gǔn)動工程各(ge)個井陸續(xu)投産，從而(er)實現氣田(tián)滿負荷運(yùn)行生産，目(mu)前淨化氣(qi)年♉生産能(néng)力♊爲34億方(fāng)。氣㊙️田天然(rán)氣中硫化(hua)氫含量2.7～8.44%（體(ti)積含量，下(xià)同），平均爲(wei)5.44%；二氧化碳(tàn)含量3.12-15.5%，屬于(yu)高含硫化(hua)氫，中含二(er)氧化碳氣(qì)田。
　　在氣田(tian)開發中，同(tong)其他氣田(tián)一樣，準确(què)的計量天(tian)然♋氣😄、水（部(bu)🤞分井🛀産水(shuǐ)）的産量，對(duì)于氣井産(chan)能評價、生(sheng)産動态分(fèn)析🌈、油氣井(jǐng)配産、生産(chǎn)制度調整(zheng)、調剖堵水(shuǐ)、措施維護(hu)等起着決(jué)定性的作(zuò)用，甚至關(guān)乎一口井(jing)的生死存(cún)亡。
1元壩氣(qì)田計量存(cún)在的問題(ti)
　　在已有的(de)天然氣計(ji)量中，以孔(kǒng)闆節流爲(wei)代表的計(jì)⛹🏻‍♀️量裝置✂️需(xu)與氣體直(zhi)接接觸，在(zài)元壩氣田(tián)采氣井的(de)運用中存(cun)在以下問(wèn)題：
（1）含水的(de)高酸性環(huán)境中，酸性(xing)氣體對計(jì)量材料的(de)腐🥵蝕🌈性較(jiào)強💜，傳⭐統計(jì)量孔闆容(rong)易因腐蝕(shí)而出現計(jì)量孔徑變(bian)大，從而使(shi)得計量不(bu)準；
（2）改變計(jì)量裝置材(cái)質，使用鎳(nie)基材料雖(suī)能有效解(jiě)決腐蝕問(wèn)🏃‍♂️題，但✍️整個(ge)計量裝置(zhì)（包括前後(hòu)管段、高孔(kong)閥、孔闆等(děng)）所需費用(yong)大，經濟上(shang)不劃算；
（3）安(ān)裝接觸式(shì)計量裝置(zhi)，增加了流(liú)程焊接、連(lián)接點的數(shu)量，特别是(shì)高孔閥的(de)壓闆及密(mi)封材料、放(fang)空閥、排污(wu)閥等地方(fāng)，容易出現(xian)因密封不(bu)嚴、腐蝕而(ér)導緻高含(hán)硫天然氣(qì)的洩漏，增(zeng)💃加開采安(an)全風✉️險；
（4）高(gāo)含硫天然(rán)氣開采中(zhōng)容易析出(chu)單質硫，特(te)别是在流(liú)态發生變(bian)化、産生輕(qing)微節流處(chù)的孔闆後(hòu)更易于聚(jù)集單質🍉硫(liú)，改🏃🏻‍♂️變流速(su)及流态，影(yǐng)響計量準(zhǔn)确性。
2外夾(jia)式超聲波(bō)流量計在(zài)元壩的運(yùn)用
　　爲解決(jue)上述開發(fa)中的突出(chu)問題，元壩(bà)氣田采集(ji)輸系統采(cǎi)用了外夾(jia)式超聲波(bo)流量計來(lai)計量酸性(xing)天然氣、含(han)硫氣田水(shui)。
　　外夾式超(chao)聲波流量(liang)計是采取(qǔ)措施把發(fā)射、接頭探(tan)頭固定在(zai)測試管外(wài)壁，實現對(duì)氣體流量(liang)進行測量(liàng)⭐的計量裝(zhuāng)置。該裝置(zhì)安裝在一(yī)長段直、光(guang)滑、内外表(biǎo)面無缺🍓陷(xian)的直💃管段(duan)上。裝置主(zhu)要包括探(tan)頭、電纜、自(zì)動積算顯(xian)示儀等元(yuán)器件，探頭(tou)通過電纜(lan)與流量積(ji)算儀連接(jiē)，并連接有(yǒu)外接電源(yuán)。探頭加🐆工(gōng)成與管道(dào)表面一緻(zhì)的弧形，能(neng)高度吻合(he)的緊貼在(zai)管道外壁(bi)上。該裝置(zhì)有溫度🌈、壓(yā)力的自動(dong)補償㊙️功能(néng)，能根據現(xian)場實際工(gōng)況自動調(diào)⛹🏻‍♀️整計算流(liú)量時的參(can)數變化。
　　超(chāo)聲波流量(liang)計 的測量(liang)原理是在(zai)管道兩側(cè)布置一組(zǔ)（單聲道）或(huo)多組探頭(tóu)（雙通道或(huò)多通道），通(tōng)過發射聲(sheng)波，在另一(yī)側接收聲(sheng)波的原理(lǐ)來進行氣(qi)體流量測(ce)量的。氣體(tǐ)壓力越高(gāo)，聲波傳播(bō)速度越快(kuài)，接🌈收探頭(tou)💔接收到信(xin)号的時間(jian)越短；氣體(ti)流📞速越快(kuài)，聲波發生(shēng)偏移越大(dà)，探頭接收(shōu)到信号的(de)時間越🛀長(zhang)。
　　測量時，爲(wèi)減小探頭(tou)與測量管(guǎn)外壁之間(jiān)空氣對測(cè)量🤞精度的(de)影響，在探(tan)頭與被測(cè)管道外壁(bì)間添加了(le)降噪膜，并(bìng)塗上液體(ti)耦合劑，大(dà)大減小了(le)測量誤差(cha)。
　　外夾式超(chāo)聲波流量(liang)計由于安(ān)裝在酸性(xìng)氣體的管(guan)💋道外壁，測(ce)量元件不(bú)直接與酸(suan)性氣體接(jie)觸，有效解(jie)決了傳統(tong)流量💰測量(liang)在酸性氣(qi)田中遇到(dao)的突出問(wen)💘題。
3計量準(zhǔn)确性的影(ying)響因素
　　超(chāo)聲波流量(liàng)計發射探(tàn)頭發送的(de)信号源到(dào)接收探頭(tou)依次經過(guò)♍帶有耦合(he)劑的發射(shè)端降噪膜(mó)、發射端管(guan)壁、流動的(de)氣體、接收(shou)端管壁、帶(dài)有耦合劑(jì)的接收端(duan)降噪膜。結(jie)合元壩氣(qi)田實際情(qíng)況，存在下(xià)列影響因(yīn)素：
（1）探頭加(jia)工弧度與(yǔ)測量管段(duàn)的吻合度(du)
超聲波流(liu)量計測量(liang)氣體流量(liang)時，探頭夾(jia)持在測量(liàng)管段的🌐外(wai)壁上。探頭(tou)加工成與(yu)管段相同(tong)的弧形，加(jiā)工精度越(yue)高，與被測(cè)量管段越(yuè)吻合，探頭(tóu)與管壁之(zhī)間的間🌍歇(xiē)越小，對聲(shēng)波傳播的(de)影響越小(xiǎo)，計量越準(zhǔn)🚶‍♀️确，反之則(ze)計量越不(bu)準确。
（2）降噪(zao)膜和耦合(hé)劑
　　超聲波(bō)流量計的(de)發射探頭(tou)、接收探頭(tóu)無論加工(gong)精度如何(he)與測💋量管(guǎn)段外壁吻(wěn)合，其安裝(zhuāng)接觸間實(shí)在🌂存在氣(qì)體間隔。安(ān)裝降噪膜(mó)和耦合劑(ji)後，探頭與(yu)管❤️壁間将(jiang)充滿液體(ti)和固體，聲(sheng)波在液體(ti)固體中的(de)傳❓播速度(du)遠大于在(zài)氣體中的(de)傳播速度(dù)，因此，安裝(zhuang)充滿耦合(hé)劑的降噪(zao)膜後将減(jiǎn)小計量誤(wu)差。
　　耦合劑(jì)爲液體，在(zài)使用中不(bú)可避免出(chū)現幹燥，變(bian)質，再加上(shang)降噪🔴膜有(you)可能存在(zai)損壞等原(yuan)因，都有可(kě)能影響計(jì)量計量精(jīng)度，爲此，需(xū)适時檢查(chá)耦合劑、降(jiàng)噪膜，必要(yào)時進行更(geng)換安裝。
（3）測(cè)量段管線(xian)固有特性(xing)
　　與其他測(ce)量一樣，要(yao)求測量段(duàn)管線精度(du)高，管段平(ping)直💃、光滑，内(nei)外壁無缺(que)陷，滿足測(cè)量要求。另(lìng)外，針對高(gāo)🐕含硫🚶‍♀️氣體(ti)，要求測量(liàng)管段材質(zhì)抗硫，不存(cun)在因腐蝕(shí)🏃‍♂️而出現影(ying)響氣🆚體流(liú)态，進而影(yǐng)響計量準(zhun)确性的現(xiàn)象出現。
（4）測(cè)量點的位(wei)置
　　要使得(de)測量更加(jia)準确，需盡(jin)可能保證(zheng)被測量氣(qi)體在管道(dào)内㊙️的流動(dong)保持層流(liú)狀态，因此(cǐ)，測量點需(xū)遠🈲離彎頭(tóu)、三通、大小(xiao)頭等地方(fang)，處于一相(xiàng)對較長的(de)直的管段(duan)🚩上，必要🈲時(shi)可以采取(qu)安裝整流(liu)器等輔助(zhù)設置來使(shǐ)氣體爲層(ceng)流狀态。
（5）流(liú)經水珠影(yǐng)響
　　元壩氣(qì)田與其他(ta)氣田一樣(yàng)，氣田産水(shuǐ)。雖然計量(liang)前經過分(fèn)🌈離，但分離(li)不徹底的(de)液滴、天然(ran)氣中未分(fèn)離的微小(xiǎo)液滴顆粒(lì)随氣流流(liú)經計量管(guǎn)段，會形成(chéng)新的液滴(dī)附着在管(guan)壁上🛀🏻，并形(xíng)成流動的(de)液滴。當液(ye)滴流經至(zhì)主♌超聲波(bō)傳遞的通(tōng)道🔞上時，不(bu)僅改變聲(shēng)波傳遞的(de)速度，還改(gǎi)變主聲波(bo)傳遞的方(fang)向，使得接(jiē)收探頭提(ti)前接📐收到(dao)信号或根(gēn)本🐉接收不(bu)到信号🔆，影(yǐng)響✂️計量精(jing)度。
（6）析出單(dān)質硫的影(ying)響
　　元壩高(gao)含硫氣田(tián)開發實踐(jiàn)證明，管道(dào)内易析出(chū)單質硫。析(xi)出😄的♌單質(zhi)硫附着在(zai)管壁上，減(jiǎn)小氣體流(liú)經🥵通道，使(shi)得接收探(tan)頭接收到(dào)信号的時(shi)間變短；不(bu)規則的硫(liu)沉積，改變(bian)氣體流動(dong)狀⛹🏻‍♀️态，使得(de)氣體從層(céng)流😄變爲紊(wěn)流；不規則(ze)硫沉積量(liàng)及厚度，改(gǎi)變超聲波(bō)傳播方向(xiàng)，有可能導(dǎo)緻接收探(tan)頭無法接(jiē)♍收到超聲(sheng)波信号。綜(zōng)合影響的(de)結果，計量(liang)出現較大(dà)偏差。
4運用(yong)中存在的(de)問題
　　元壩(ba)氣田一期(qi)試采工程(chéng)2025年12月開始(shi)投産，外夾(jia)式超聲波(bo)流量計🌈設(shè)計安裝位(wèi)置有2種：13口(kǒu)井站的安(an)裝在多相(xiàng)🎯流計🤞量分(fèn)離器撬塊(kuai)的氣相出(chu)口豎直管(guan)線上；集輸(shu)總站安裝(zhuāng)水平管道(dào)上。通過對(dui)超聲波流(liú)量計🈲的調(diao)試，運行，各(ge)計量裝置(zhi)相繼投用(yòng)。在計量過(guo)程中，井站(zhàn)出現下述(shu)突出問題(ti)🐉：
（1）13口井站計(jì)量不正常(cháng)，數據時有(you)時無，變化(huà)異常；
（2）13口井(jǐng)站計量數(shù)據上下波(bō)動幅度大(da)，最大數據(ju)超過🌈對應(yīng)井産氣能(neng)力的2-3倍（一(yī)般采用測(ce)試試采制(zhì)度生産，以(yi)🥵測試穩定(ding)産能評價(jia)）。
（3）部分井站(zhàn)在使用一(yī)段時間後(hou)接收不到(dào)超聲波信(xìn)☔号，無法實(shi)🐇行計量。
5解(jiě)決措施及(ji)效果
（1）改變(biàn)安裝位置(zhì)，計量相對(duì)準确、可靠(kào)
　　針對元壩(ba)氣田一期(qi)試采工程(cheng)出現的計(jì)量問題，結(jié)合⛷️集😍氣總(zong)站運用的(de)實際效果(guǒ)，反複進行(háng)現場試驗(yàn)，整改🔴，分析(xi)，認爲管壁(bi)上附着、流(liu)動的水珠(zhu)有可能對(dui)測量産生(sheng)較大☂️影響(xiǎng)。豎直測量(liàng)管的水🚶珠(zhū)呈360度随機(ji)分布、流動(dong)，一旦流經(jing)🌐發射、接收(shōu)探頭處，影(yǐng)⭕響計量精(jīng)度。若采用(yòng)水平安裝(zhuāng)，發射、接收(shōu)探頭安♌裝(zhuang)在側面，附(fu)💁着、流動的(de)水🔞珠在探(tan)頭的位置(zhì)的數量、幾(ji)率将成倍(bei)的減小，從(cóng)而可使得(dé)影響🤟變小(xiǎo)。
　　在2015年、2016年對(dui)一期試采(cǎi)工程的13口(kǒu)井進行了(le)外夾式超(chāo)📧聲波☁️流量(liang)計安裝位(wei)置的更換(huàn)，改豎直安(ān)裝爲水平(píng)安裝，效果(guǒ)明顯。
　　二期(qī)滾動工程(chéng)在一期試(shi)采工程的(de)基礎上，優(you)化了超聲(sheng)📞波流量計(ji)的安裝位(wei)置，改豎直(zhi)安裝位置(zhi)爲水平安(ān)裝位置。通(tōng)過運行表(biao)明，數據的(de)穩定性、準(zhun)确性大幅(fu)度提高，基(jī)本能反應(ying)各井的真(zhēn)實産能。
（2）移(yí)動探頭位(wei)置，成功找(zhao)到丢失信(xin)号
　　超聲波(bō)流量計，按(an)照原理，結(jie)合現場情(qing)況，通過模(mó)拟、計算，發(fā)射、接收探(tan)頭位置相(xiang)對固定，在(zai)相應位置(zhi)安裝發射(she)、接收探🏃🏻頭(tou)，能準确接(jie)收到發射(shè)探頭發出(chū)的超聲波(bō)⭐。但在元壩(bà)氣田運用(yòng)中🏃，一些井(jǐng)站在不同(tóng)生産時間(jian)，出現信号(hao)丢失的現(xiàn)象。通過分(fèn)析判斷，并(bìng)試探性采(cai)用移動探(tan)頭位置，成(chéng)功找到超(chāo)💋聲波信号(hào)的最佳接(jiē)收點😍，并恢(hui)複計量。
（3）采(cai)購便攜式(shì)超聲波流(liu)量計進行(háng)流量核查(chá)
爲使得各(gè)井的流量(liang)計量貼合(he)氣井生産(chǎn)實際，廠購(gou)買了 便攜(xie)式超聲波(bo)流量計 ，不(bú)定時對井(jǐng)站産量進(jìn)行便攜式(shì)測量，并與(yu)固定式超(chao)🙇‍♀️聲波流🚶‍♀️量(liàng)🐅計計量數(shù)據進行對(dui)比分析，判(pan)斷計量準(zhǔn)确🌈性，并及(jí)時🈲對可☂️能(néng)存在的計(jì)量差較大(dà)、信号丢失(shi)等問🧑🏾‍🤝‍🧑🏼題進(jìn)行診斷、解(jiě)決。
6結論及(ji)建議
（1）外夾(jia)式超聲波(bo)流量計在(zai)高含硫氣(qì)田中用于(yu)氣體流量(liang)計量，能解(jiě)決常規計(jì)量裝置在(zài)高含硫氣(qi)田計量中(zhong)存在💁的計(jì)量不準、設(shè)㊙️備腐蝕等(deng)問題。
（2）高含(hán)硫氣田超(chāo)聲波流量(liang)計計量準(zhun)确性的影(ying)響因素較(jiao)多，包括探(tan)頭吻合度(du)，降噪膜和(hé)耦合劑的(de)運用、測量(liang)管特性、含(hán)硫氣體析(xi)出的水珠(zhu)、高含硫氣(qì)體析出并(bing)沉🐇積的單(dān)質硫等📱。
（3）超(chao)聲波流量(liang)計安裝在(zài)水平位置(zhì)的計量準(zhǔn)确性高于(yu)安裝在豎(shu)直位置時(shí)的計量準(zhun)确性。
（4）針對(dui)高含硫氣(qi)田計量管(guan)段，下一步(bù)将開展如(ru)何監測析(xi)出㊙️硫♊對計(jì)量準确性(xing)的影響程(cheng)度，如何采(cai)取措施（包(bāo)♉括溶硫劑(ji)溶硫、機械(xiè)除硫）來清(qīng)除管線内(nei)沉積的硫(liú)，進而提高(gāo)計量的準(zhǔn)确性。

以上(shang)内容源于(yú)網絡，如有(you)侵權聯系(xi)即删除!