储气库注采气流量计量技术研究
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【摘 要】随着社会经济的不断发展，人们对天然气等能源的需求量越来越大，为了满足人们对天然气能源的需求，加大天然气储存量，我国各个地方都开始建立地下储气库，并对注气驱油和气举采气等生产进行广泛应用。为了更好的对注采气效果进行评价，天然气企业需要加大对注采气计量技术的有效应用。本文针对天然气储气库注采气流量计量技术进行分析，希望通过本文的分析能够进一步促进我国储气库注采气计量技术的提高。
【关键词】储气库；注采气流量；计量技术
注采气计量工作是储气库注采气工程中的重要组成部分，对注采气进行有效的计量可以对储气库注采气工作进行正确的指导，对注采效果进行有效评价，保证注采气工作的顺利进行，进一步提高天然气的注采效率。
一、注采气计量设计方案
（一）选择合适的注采气流量计
为了有效减少对站场空间的占用和浪费，降低储气库的建设和维护成本，相关工作人员将储气库注采站的注气计量流程和采气计量流程工作结合在一起，设计成一套完整的计量流程，意思就是说采用一台流量计来对注气气源和采气外输气量进行计量，并且注气和采气时的单井计量都是使用同一台流量计进行正向和反向的计量的。
为了有效开展储气库注采气流工作，油气企业需要根据需求选择合适的注采气流计量计，经过调查研究，我们发现现在大多数的储气库都是选择使用声波流量计来对天然气的输入、输出情况进行计量，应用效果非常好。超声波流量计计量过程中可以将计量误差保持在0.5%的范围以内。
（二）注气单井和采气单井的流量计量
单井注采气计量方式与商品天然气在输配送过程中的计量方式相比存在很大的不同，单井注采气经常使用的方法是使用靶式流量计和超声波流量计来进行流量计量，但是计量效果不好，误差相对较大，基本都在6%以上，严重的还会超过10%，导致流量计量结果严重失真，因此为了保证流量计量结果的准确性，需要根据注采气的技术的实际情况以及现场环境要求来选择合适的流量计。
（三）注采计量实验
为了有效的对储气库的注采气进行计量，我们可以采用实验的方法来进行。超声波流量计在计量储气库注采气流量中应用的比较广泛，而且误差基本上保持在0.5%以内，计量的结果有一定的保障，所以在这个实验中可以将气源和外输总结量的超声波计量结果作为比对标准来对整个注采气计量系统进行实验。
接下来可以根据注采站的实际生产情况来开展注气采气实验，可以对多组单井的注气采气流量进行计量，每组结果多次计量，通过实验我们来对弯管流量计的使用功能进行分析。通过实验我们了解到，单井采气生产时使用的弯管流量计的外侧发生了两次的积液现象，导致计量结果不实，误差大于6%。而且在注气和采气的工艺进行转换时，是无法有效判断出天然气的流动方向的，计量数据会出现错误累积的现象。
二、计量误差产生的原因
（一）积液问题
气井在采出天然气时通常情况下是处于饱和的状态时，天然气在经过弯管流量计时，会受到弯管缩径节流作用的影响，从而凝结产出油水等液体，少量进入导压管内的会形成积液。
（二）流量错误累积问题
单井注气采气工作环节中，天然气会从弯管流量计中流过，这时外侧径压会高于内侧径压，系统就无法对天然气的流向进行准确判断，从而会导致出现流量错误累积的情况。
（三）误差原因分析
弯管流量计与超声波流量计相比，测量效果较低，误差较大，其原因主要有以下几点：
首先是二者参与比对的标准度不同，实流检定过程中，标准表的准确度是比较高的，现场对流量计量结果进行核对，其误差范围控制在0.41，但是对弯管流量计量结果和标准表进行比对，误差超过4.4%，所以标准表不是产生误差的主要原因。
其次是对流量点差异的对比，实流检定过程中主要是对弯管的整个流量范围进行检定，其相对误差可以作为整个流量范围内的相对误差，现场比对的过程中受到实际生产情况的限制，只是针对注采气的正常流量点进行比对，产生的误差是工作流量点范围之内的误差。
最后现场检定与实流检定工作情况的变化影响。实流检定的现场需要保证天然气压力、天然气温度以及注气采气压力保持在一定的范围之内进行流量计量工作，否则会影响流量计量的结果。如果天然气压力和温度的升高会导致弯管流量计发生膨胀问题，导致弯管发生形变，流量特性也会发生问题，最后引起误差。
三、储气库注采气流量计量技术的改进和优化
为了有效解决单井流量计量中出现的问题，降低计量结果的误差，可以对注采气流量计量技术进行优化和改进。
首先是对弯管流量计的导压管进行改良，设计导压管向上倾斜，导压管和传感器之间的连接原来是水平的，现在则改为45度的倾斜，这样就可以有效的避免管道内的液体进入到导压管内，进而可以促使导压管内已经凝结的液体流回到管道之中，以免在导压管内形成积液，导致计量结果的误差。
其次是对弯管量计量机的组态进行改进，注气生产过程中需要启动压缩机组来对天然气进行施压，当天然气的压缩机组位于停运的状态时可以对天然气的流向进行判断，因此可以对弯管流量计的组态进行重新组合，通过对采集压缩机进行控制，使其处于“启/停”的状态，进而得到准确的流量计量结果。
另外需要对弯管流量计的工作流量点的系数进行修正，可以使用气源/外输超声波的流量计作为标准表来使用，使用弯管流量计进行在线多点的校准，将单井注/采气量的最大量值和最小量值取出来，以及最大量和最小量范围之间内的三个流量点来进行比对，对各个点的分段系数进行修正，将修正结果录入弯管流量计算机内，从而有效避免流量计量结果的误差。
最后是需要对弯管流量计的现场运行条件进行有效控制，一方面需要对注气量和注气压力进行有效控制，进而获取较好的运行差压，使弯管流量计的气压不低于1.5 kPa，有效保证弯管流量计计量结果的稳定性、准确性、降低误差产生的概率。另一方面是需要对弯管流量计的运行压力、温度进行有效控制，根据现场的实际工艺情况，将单井注气时压缩机的出口压力尽量控制在（12.5±0.5）MPa的范围内，将温度控制在（40±5）T的范围内，采气生产工艺中需要将出口压力控制在（12.5士0.5）MPa的范围内，将温度控制在（40士5）9C的范围内，只有这样才能保证流经弯管流量计的天然气的温度和压力等都是处于稳定的状态。
总结
综上所述，为了有效的对储气库注采气流量进行准确计量，保证其计量结果的准确性，需要合理的選择流量计，本文针对超声波流量计和弯管流量计的使用情况和使用效果进行分析，并对弯管流量计的使用提出几点改良策略，旨在有效促进储气库注采气流量计量工作的顺利进行。
参考文献：
[1]张智.储气库注采气流量计量技术研究[J].工业计量，2018，28（05）：54-60.
[2]张倩.裂缝性碳酸盐岩储气库注采渗流规律实验研究[D].中国科学院研究生院（渗流流体力学研究所），2015.
（作者单位：沃森测控技术（河北）有限公司）
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