摘要：河南油田正在開展稠油注蒸汽熱采工藝中的濕蒸汽兩相流的計量技術研究。該項目技術指標為：濕蒸汽兩相流計量誤差及干度分配誤差均≤15%。根據實際注汽參數對該油田蒸汽流量計的現場應用進行了評價，并就該油田稠油蒸汽計量技術的改造提出了方案。

河南油田稠油產量已由過去的6%增長到目前的約33%，稠油注蒸汽熱采工藝中的濕蒸汽兩相流的計量問題卻一直沒有得到有效地解決，給稠油注蒸汽熱采工藝的優化和能源有效利用造成了一定的困難。為適應稠油大規模開發需要，從根本上解決稠油注蒸汽熱采工藝中的濕蒸汽兩相流計量難題，從而為稠油注蒸汽熱采工藝的優化、能源有效利用及評價注汽效果創造有利條件，開展稠油熱采注蒸汽高壓飽和濕蒸汽計量工藝配套技術研究與應用工作是非常必要的。

河南下二門油田淺層系稠油注汽系統蒸汽流量計量與分配評價試驗項目的主要研究內容包括高壓飽和濕蒸汽兩相流計量與蒸汽干度分配技術應用研究，及現有地面工藝(蒸汽吞吐開采)轉蒸汽驅開采后對地面系統適應性的分析與評價。該項目技術指標為：

①蒸汽兩相流計量誤差≤15%；

②蒸汽兩相流干度分配誤差≤15%。

1、蒸汽流量計現場應用及評價

稠油油田采用注蒸汽開發，蒸汽計量儀表目前大都采用蒸汽雙相流量計，一次儀表采用差壓孔板。這種儀表容易產生零漂，造成地面蒸汽計量誤差大，且儀器容易損壞，調試、維修工作量大，現在大部分蒸汽雙相流量計已停用。目前稠油熱采高壓飽和濕蒸汽無計量環節，造成蒸汽分配不均，達不到注入要求和注汽效果，影響了注汽控制和效果評價，進而影響稠油生產。濕蒸汽是一種兩相流體，給計量帶來很大困難。濕蒸汽的載熱率與質量流量和干度有關，只有同時精確測得這兩個值才能得到準確的載熱率。河南油田現有濕蒸汽流量計及多相流計量裝置的使用情況如下：

(1)GQ-98AP智能化濕蒸汽兩相流計量儀的應用。該計量儀是由河南油田設計院與西安交通大學聯合研制的。在西安交通大學多相流**重點試驗室的高溫高壓試驗臺上曾進行了大量的試驗，得到了各種工況下的經驗公式，為單參數計量的實際應用奠定了理論基礎。由此開發的智能濕蒸汽流量計現已成功地應用于多個油田高壓井的測量。其采用的原理為濕蒸汽兩相流的單參數計量原理(在濕蒸汽兩相流流經孔板或文丘利管的過程中，其載熱率是干度的弱相關函數)。但該計量儀在使用過程中也存在一些問題：計量存在一定的誤差，維護工作難度較大，二次儀表不易配置。

(2)雙參數濕蒸汽兩相流計量儀的應用。該計量儀所采用的原理采用測量濕蒸汽兩相流的總流量和干度雙參數計量原理。目前河南油田已使用12臺(套)，應用效果尚需進一步驗證。

(3)孔板噪聲雙參數濕蒸汽兩相流計量儀的應用。該計量儀所采用的原理為：孔板在兩相流中存在差壓噪音，這是兩相流動的固有特征，也是兩相流流動狀態信息的載體，因此可以用于兩相流測量，從而利用單一孔板實現兩相流雙參數測量。該計量儀在河南油田應用效果尚需驗證。

(4)SL-A Ⅲ型水蒸汽兩相流量計的應用。該流量計是由勝利油田采油工藝研究院與西安交通大學聯合研制的。河南油田引進了該儀表。它分兩部分組成：一部分由孔板擾動體組成節流裝置，另一部分由變送系統裝置和智能二次表組成。該儀表設計為便攜式結構，在測量時，儀表*二部分由高溫高壓金屬軟管連接到測量流程上，測完后可方便地卸下，從而實現一套二次儀表對多個測量點的測試，相對降低了測試費用。二次表部分全部密封在一個手提箱內，方便了現場使用。該儀表結構緊湊，安裝連接方便，適用于野外巡回檢測。

根據實際注汽參數結果分析，可初步得出蒸汽流量計的誤差：干度的誤差在15%以內，其中*大誤差13.2%，*小誤差9.0%；流量誤差則在30%以內，誤差為-1.6%～25.5%；蒸汽兩相流計量總誤差5.8%～19.4%；蒸汽兩相流干度分配誤差9.0%～13.2%。蒸汽兩相流量計評價試驗的工藝流程如圖1所示。

2、稠油注汽系統的適應性分析

主要對河南油田某稠油注汽流程和單井注汽管網現狀進行調查，進而做出適應性分析與評價。井樓零區、一二區、三區、七區(除七區南部)，古城B125、BQ10區，新莊與楊樓油田都采用計量站單井配汽流程；井樓油田七區南部、GQ3區，古城油田B125區及楊樓油田BQ26區注汽采用串糖糊蘆流程。河南稠油油田單井注汽管網適應情況見表1。

蒸汽干度要求：必須確保井底蒸汽干度大于40%，井口干度50%～60%，鍋爐出口干度70%～75%；單井注汽及排液能力：單井排液能力達到40t/d時汽驅效果較好，產液量為60t/d，含水95%；產出液溫度：平均80℃～90℃，汽竄時溫度120℃～130℃，此時地質要求關井；單井注汽量：單井注汽速度80t/d；注汽壓力：6～7MPa。經初步分析，單井注汽管網能夠適應蒸汽驅注汽要求。

3、稠油蒸汽計量技術的改造方案

河南油田針對蒸汽驅井口產出液平均80℃～90℃、汽串時溫度120℃～130℃(此時地質要求關井)的LZ27區單井計量采用稱重式油井計量裝置，實現了單井產出液油氣比低、粘度大、輸油溫度高且帶壓自動連續計量。對井樓油田34#和35#計量站進行改造，各站增加1套稱重式油井計量裝置。單井集輸與摻水管線、計量站集輸與摻水管線等能夠滿足蒸汽驅開采生產要求。因此4口注汽井分別安裝SL-AⅢ型水蒸汽兩相流量計量儀表，對單井注汽量、蒸汽干度進行計量。

據了解，遼河油田齊40塊、克拉瑪依油田部分稠油區塊采用蒸汽驅開采方式。齊40塊產出液溫度大約為65℃～100℃，采用流量計、立式罐及稱重計量等方式。稱重式油井計量裝置對油氣比低、粘度大和輸油溫度高有較強的適應性，同時可實現帶壓連續自動計量。下一步待地質部門核定蒸汽驅產出液具體參數后，完成高溫單井產出液計量裝置的篩選工作。

4、結語

(1)河南下二門油田淺層系稠油注汽系統蒸汽流量計量與分配評價試驗結果為：蒸汽兩相流量計誤差為5.8%～19.4%；蒸汽兩相流干度分配誤差為9.0%～13.2%。

(2)通過對稠油油田地面集輸、注汽系統工藝與設備現狀調查及初步分析，明確了與稠油單井集輸、注汽管網及單井計量系統相適應的操作條件與能力。

(3)單井集輸與摻水管線、計量站集輸與摻水管線等能夠滿足蒸汽驅開采生產要求。

(4)注汽鍋爐注汽干度75%～80%、注汽壓力10MPa，能夠滿足LZ27區蒸汽驅注汽干度70%～75%、注汽壓力6～7MPa的要求。