直接测量：根据定义来进行
椭圆齿轮流量计：流量=单次体积 x 次数 超声波流量计： 流量=横截面积 x 速度
间接测量：根据伴随流动的现象来进行
节流差压式流量计：流量越大，差压越大的现象 涡街流量计：流速与漩涡频率近似成正比的现象
7 多相流混合计量法
E.两相计量主要有哪些困难？
混合状态变化多
管道截面上各相成份分布的不均匀 粘度、密度、管道结构等的影响
油气储运系统自动化
中国石油大学(华东) 储运教研室 陈宇
Email: chen-yu99@ QQ: 812679803
本课程的学习目的
A. 明确油气储运系统实现自动化的目标 B. 掌握油气储运系统中部分环节所常用的
自动化技术方案的工作原理 C. 了解一些环节的自动化发展方向 D. 熟悉监控与数据采集系统（SCADA）
一 计量站自动化
2 计量站的计量方法主要分为哪两类？
传统的分离法进行计量；
计量速度慢； 精度较高、置信度高、可靠性好； 复杂、巨大、笨重、通用性差；
新型的多相流混合计量；
计量速度快； 体积小、重量轻； 精度较低、价格偏高；
2
3 采用分离法的计量方案一
A. 不加热密闭流程示意图
3 采用分离法的计量方案一
体积小、重量轻 硬件结构简单、成本低 精度、可靠性和通用性的潜力非常大
检测信号普遍存在由低频向高频扩展的倾向 与电信业对比，信号带宽远远没有充分利用
研发难度大，正在引起各方重视
7 多相流混合计量法
7 多相流混合计量法
O.油气水三相流量计的性能要求有哪些？
精度： 油藏管理：正负10%以内 生产计量：正负2%至5% 商业计量：正负0.25%至1%
L.混合非均速型：
湿气流量计（Topside） WGM:Wet Gas Meter Roxar的第二代产品；
7 多相流混合计量法
L.混合非均速型：
湿气流量计（Subsea）： Roxar的第二代产品；
7 多相流混合计量法
L.混合非均速型：
MPFM 2600： Roxar的第三代产品； 长650mm、重110 kg； 基于Zector技术（空间网格）； 将速度视为4D（时空）函数； 局部处理速度：12000个/秒； 电容、电导模式瞬间切换； 内置可现场更换的文丘利管； 压力、温度、差压一体传感器；
含水率f(%)：采用含水分析仪检测
单日产水量：Qw = Q * f
(m3)
单日产油量：Qo = Q - Q * f (m3)
3
3 采用分离法的计量方案一
D.原油含水的在线分析方法主要有哪些？
电容法：根据油和水对电容数值的影响不同来测量 含水率，仅适用于中低含水率情况； 射频法：根据射频阻抗的不同来测量含水率； 微波法：根据微波传输衰减的不同来测量含水率； 放射性含水分析仪：根据油和水对放射线的影响不 同来测量含水率；
3 采用分离法的计量方案一
D.原油含水的在线分析方法主要有哪些？
电磁波谱：
3 采用分离法的计量方案一
E.计量方案一需要注意哪些问题？
根据各井的产液量，合理选择计量容积；
容积过小，则液面波动剧烈，测量时间很短 容积过大，则时间过长，测量次数少
根据各井的产油规律，建立合理的计量制度； 合理选择与使用计量仪表；
截 面 面 积
流动速度
7 多相流混合计量法
7 多相流混合计量法
9
7 多相流混合计量法
L.混合非均速型：
MPFM Topside： (MultiPhase Flow Meter) xar的第二代产品；
7 多相流混合计量法
L.混合非均速型：
MPFM Subsea： Roxar的第二代产品；
7 多相流混合计量法
B.方案三流程图
5 采用分离法的计量方案三
C.方案三包含哪两个调节系统？
天然气压力调节系统 分离器液位调节系统
D.方案三有什么特点？
成本高 操作条件稳定，计量精度较高 换井时必须排空分离器，周期较长
一 计量站自动化
6 计量站为什么要实现自动化？
降低劳动强度，增加检测次数； 提高计量结果的可靠性和准确性； 确保辅助设备的安全、高效运行； 便于向上汇报本站有关参数；
绪论 储运自动化的内容及意义
E. 储运专业的热点难题有哪些？
混输管道流动规律研究 多相计量技术 多相混输泵研究 结蜡防治 抑制或防止天然气水合物的生成 富气密相管道输送技术 稠油长距离管道输送技术 多种油品顺序输送工艺及配套技术
一 计量站自动化
1 计量站的任务是什么？
对各个油气井进行集油； 单独选井，检测油、气、水的各自产量； 对于注水开采，需要检测注水压力及流量；
截面相分率：管道横截面中，各相占据面积的百分比 体积相分率：流体单位体积中，各相占据面积的百分比
7 多相流混合计量法
H.两相计量的有关技术有哪些？
总量检测（流速检测）
容积式仪表、超声波、涡轮、节流装置 电阻、电容等电信号的互相关等
相分率检测
示踪剂法、伽玛射线、电阻抗（电容、电导） 微波传感器、核磁共振、脉冲中子活化分析等
4 采用分离法的计量方案二
E.用静压差法测量含水率的根据是什么？
与同样高度的水柱相比，油水混合液柱的含水率越 高，其所产生的静压差越小
F.用静压差法测量含气率的根据是什么？
与同样高度的水柱相比，油气水混合液柱的含气率 越低，其所产生的静压差越小
4 采用分离法的计量方案二
G.如何理解静压差法测量含水率及含气率？
7 多相流混合计量法
A.什么是多相流？
由两种以上互不相溶的物质所组成的混合流体
气液、气固、液固、液液两相流
由处于不同存在形态的同一种物质所组成的混合流 体
沸水、沸腾的液态氢等
B.什么是多相计量技术？
对多相流中每一相的流量进行计量的技术
分离计量、不分离计量； 离线分析计量、在线计量；
7 多相流混合计量法
C.推动多相计量技术发展的因素有哪些？
多相介质管道集输系统的广泛应用
包括石油、天然气、粮食、煤粉、化工粉料等 的液力、气力传输
以水蒸汽作为载体的管道能量输送
包括稠油热采注汽，地热开采，工业用汽，民 用蒸汽等
利用气液相变进行的热能传输
包括各种换热及制冷设备
6
7 多相流混合计量法
D.单相流体的测量途径主要分哪两类？
的基本组成、原理及应用
本课程的教材及要求
A. 教材: 《油气田自动化》 毛宝瑚主编,石油大学出版社出版;
B. 考试方式: 统一考试;
C. 课程成绩: 期末80%，平时20%；
绪论 储运自动化的内容及意义
A. 油气储运系统的特点是什么？
油气通常是多组分的混合物：
具有易燃易爆的性质，要求重视安全； 成分以及存在状态常常发生变化，需随时监控；
流动状态变化多
管道截面上速度分布的不均匀
介质有可能相互溶解 介质有可能发生相变（汽化，凝析）
7 多相流混合计量法
F.垂直上升管中的不同流型
7 多相流混合计量法
G.两相流的直接测量是怎样实现的？
理想情况下：
各相在管道横截面中瞬时占据的面积 各相通过管道横截面时的瞬时轴向速度
现有条件下：
各相在管道横截面中占据面积的平均值 各相通过管道横截面时轴向速度的平均值
7 多相流混合计量法
7 多相流混合计量法
7 多相流混合计量法
K.三相流计量类型之三：混合均速型
体积小、重量轻 压力损失大，精度不足、高含气率时失效
截 面 面 积
流动速度
8
7 多相流混合计量法 7 多相流混合计量法
7 多相流混合计量法
7 多相流混合计量法
L.三相流计量类型之四：混合非均速型
体积小、重量轻、模型更合理 精度仍不足、高含气率时效果仍不理想
置信度：达到95%以上 可靠性：降低故障率 经济性：购买投入 < 带来的效益 通用性：适应油井生产状况的变化 智能化：异常状况报警、故障诊断
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5 采用分离法的计量方案三
A.计量方案三是如何实现的？
选井控制：采用双两通阀
计量分离：采用卧式两相分离器
气体计量：采用涡轮气体流量计
液体计量：采用质量流量计
含水率f(%)：采用射频含水分析仪
单日产水量：Qw = Q * f
(m3)
单日产油量：Qo = Q - Q * f (m3)
5 采用分离法的计量方案三
绪论 储运自动化的内容及意义
C. 储运自动化包括哪几方面内容？
自动计量：
油藏管理计量：科学采油； 油气生产计量：高效储运； 油气商业计量：精打细算； 能源消耗计量：节约挖潜；
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绪论 储运自动化的内容及意义
C. 储运自动化包括哪几方面内容？
自动检测：
保证安全生产； 保证平稳、高效的运行； 实现环境保护；
各仪表的量程范围 现场产出水的矿化度
4 采用分离法的计量方案二
A.方案二流程图（低含水用含水分析仪）
4 采用分离法的计量方案二
B.方案二装置图（高含水用静压差法）
4 采用分离法的计量方案二
C.翻斗计量原理图
旋转支点 空 的翻 重斗 心
限位
4
4 采用分离法的计量方案二
D.计量方案二是如何实现的？
选井控制：采用多通阀
ρow： 油水混合物的密度； △P2： 差压变送器5的输出；
fg ： 含气率（%）；
4 采用分离法的计量方案二
H.影响翻斗计量精度的主要因素有哪些？
流体对翻斗的冲击力
液量越大，冲击力也越大
翻斗在翻转过程中的漏失
液量越大，漏失越多
I.如何减小上述因素的影响？
正确选择翻斗的大小 根据产液量不同，进行现场标定