海上油氣田伴生氣產量的修正及其意義

陳 佳，羅 陽，胡紅亮

（中海石油（中國）有限公司天津分公司 天津 300459）

0 引 言

在采油過程中，原油不斷地被開采出來從井筒進入地面，隨著壓力的降低，溶解在原油過程中的天然氣不斷分離脫出，然后進入油氣分離器進行初步分離計量［1-3］。但油氣分離器在運行工況下往往具有較大的壓力和較高的溫度［4-6］，導致部分伴生氣仍溶解在原油中未被分離脫出從而未被計量［7-9］。在后續的工藝處理中，隨著壓力進一步降低，這部分未被計量的溶解伴生氣將從原油中分離脫出，導致油氣分離器計量的伴生氣產量與實際存在不符。

1 海上井口產出油氣輸送流程

以渤海某油氣田為例，該油氣田由1座中心平臺（CEPF平臺）和4座井口平臺（WHPB/WHPC/WHPD/WHPE平臺）組成，當前油氣田日產原油約5 330 m3，日產天然氣約103×104m3。其物流示意圖如圖1所示，WHPB/WHPC/WHPD/WHPE井口平臺的物料通過混輸海管傳輸至CEPF中心平臺進行處理，然后再通過CEP中心平臺外輸海管輸送至陸地終端處理廠。目前各平臺的油氣產量如表1所示。

圖1 渤海某油田物流流程示意圖Fig.1 Logistics diagram of an oilfield in Bohai Sea

表1 各平臺產液量、產油量及產氣量Tab.1 Liquid production，oil production and gas production of each platform

2 溶解伴生氣體積計算

對于天然氣在原油中的溶解度計算，國內外已經有很多學者進行了相關研究，目前主要使用諾莫圖、雷薩特關系式、斯坦丁關系式和瓦茲奎茲-貝格斯公式［10-17］。由于這些方法計算精度一般，并且需要進行圖版查找，計算過程較為復雜，不適用于現場工程環境。為此，西南石油大學魏納等［18］在雷薩特關系式的基礎上將其數學模型歸納推理得到一個新模型（式1），只需要代入絕對壓力、 溫度、脫氣原油對水的相對密度和天然氣對空氣的相對密度 4 個已知

參數，通過計算便可快速求出溶解油氣比。

4個井口平臺油氣計量分離器運行工況如表2所示。

表2 4個井口平臺油氣分離器運行工況Tab.2 Operating conditions of oil-gas separators on wellhead platforms

將4個平臺的相關參數帶入上式，計算得到在油氣計量分離器運行工況下各個平臺的伴生天然氣溶解度，如圖2所示。

圖2 油氣計量分離器運行工況下各平臺伴生天然氣溶解度Fig.2 solubility of associated natural gas on each platform under operating conditions of oil and gas metering separator

再根據各個平臺的產油量計算出在油氣計量分離器運行工況下能夠溶解在原油中的伴生天然氣體積，如圖3所示。

圖3 油氣計量分離器運行工況下各平臺溶解的伴生天然氣體積Fig.3 Volume of dissolved associated natural gas under operating conditions of oil and gas metering separator

由計算結果可以看出，4個井口平臺在油氣計量分離器運行工況下能夠溶解在原油中的伴生天然氣體積分別為28 268、3 783、3 612、11 311 m3/d，與油氣計量分離器的計量值誤差分別達到15.04%、1.21%、1.31%、4.98%。

其中WHPC平臺溶解伴生天然氣最多，計量產氣量與實際產氣量誤差高達15.04%，根據計算公式，產油量越大，計量分離器運行工況壓力越高，最終計量出的溶解氣數值也就越大。WHPC平臺的油氣分離器壓力高，產油量較大，因此能夠溶解更多的天然氣。

海上井口平臺通過混輸海管將平臺物料傳輸到中心平臺一般需要較高的壓力。因此，對于井口平臺而言，通過計量分離器計量得到的產氣量與實際數值相比通常都具有較大的誤差。

3 溶解伴生氣數據修正

4 個平臺溶解在原油中的伴生氣總計達到約4.7萬m3/d，即在上游油氣計量分離器中計量伴生天然氣產量時，這部分溶解伴生天然氣未被進行計量。上游計量產氣量約103萬m3/d，與實際產氣量存在4.56%的誤差，難以真實有效地反映平臺每日的實際產氣量。根據前文計算結果對各個平臺的伴生氣產量進行修正，WHPB/WHPC/ WHPD/WHPE 4個平臺的修正系數分別為1.150 4、1.012 1、1.013 1、1.049 8，修正后的數據能更加準確地反映上游各個平臺的實際產氣量。

對于井口平臺較多的中心平臺而言，井口平臺伴生氣計量結果較實際數值偏低，各個井口平臺的伴生氣通過混輸海管輸送至中心平臺進行處理的過程中，將有可能出現混輸海管和生產處理設備超設計情況而不自知。特別是對于油氣計量分離器壓力較高、產油量較大的井口平臺，實際產氣量與計量產氣量間的誤差較大，對混輸海管的安全平穩運行具有較大的影響，存在安全風險隱患。

4 結 論

①海上平臺普遍使用油氣計量分離器對油井的伴生氣進行計量，但往往忽略了溶解在原油中的伴生天然氣。本文針對渤海某油田，計算得到各個平臺在油氣計量分離器運行工況下溶解在原油中的伴生天然氣體積，并根據計算結果對伴生氣產量進行修正，從而更加準確地反映了上游各個平臺的實際產氣量。

②采用此方法對海上平臺的原油伴生氣產量進行核算修正，能夠較為準確地掌握生產處理過程中伴生氣產量和及時對運行工況及流程進行調控處理，從而有效保證安全生產。此方法適用性廣，基本適用于海上所有平臺，特別是對于壓力較高、產油量較大的的井口平臺和需要集中處理各個井口平臺油氣產量的中心平臺而言，更加具有積極意義。