掺稀流量计故障分析及工艺系统改进

塔河油田掺稀降黏工艺需通过流量计调整掺稀用油量，由于前后端压差大、稀油含有金属杂质导致流量计使用寿命缩短。为降低压差，减少稀油杂质，设计出篮式高压强磁过滤器和减压阀，应用强磁过滤器过滤金属杂质，应用减压阀降低前后端压差，可有效降低阀芯刺漏频率，提高掺稀稳定性。2015年改造升级掺稀系统11口井，平均单井月减少油井异常1井次、节约阀芯3个。

塔河油田为非均质性极强的奥陶系缝洞型碳酸盐岩，油藏埋深 5 350～6 600 m，由于热损失及原油脱气影响，原油在 2 500～4 000 m 的井筒内不具有流动性，为此，采用套管掺入稀油降黏的方式进行开采[1-4] 。为保障掺稀用油准确输送至各油井，采用高压自控流量计（简称流量计）调整掺稀用油量，其量程规格为 3、6、12 m3/h 3种类型，生产过程中频繁出现掺稀用油量不准确，表现为稀油利用率下降，油井生产异常。

1 .故障原因

造成流量计故障的原因有：

（1）流量计前端压力约为 14 MPa，后端压力为0，前后端压差大，高速液流冲击导致阀芯刺漏；

（2）稀油中含有金属杂质，主要为管道焊接过程的焊渣、管道腐蚀脱落物及各类泵机械磨损产生的金属杂质，加剧流量计阀芯失效进度；

（3）流量计阀芯适应性不强，影响使用寿命[5]。

2.解决思路及方法

在现有流量计应用情况下，***大限度降低流量计故障频率成为解决问题的关键因素，通过流量计故障原因分析可以发现，主要应解决降低前后端压差和消除金属杂质影响 2个关键问题，为此，在掺稀系统中设计出篮式高压强磁过滤器（简称强磁过滤器）和减压阀，以降低流量计阀芯刺漏频率。

2.1 结构及工作原理

强磁过滤器主要工作部分为强磁棒、旋转密封法兰和过滤网，具体结构见参考文献，强磁棒均匀分布在旋转密封法兰下端面，外部采用不锈钢金属保护套防护，稀油中含有的金属杂质在流经强磁过滤器时，被强磁棒牢牢吸附，极大减少了稀油中的金属颗粒，避免了金属颗粒在高压、高速流动过程中对流量计阀芯的硬伤害，延长了流量计阀芯的使用寿命。

减压阀由 8 部分组成，具体结构见图 1，主要工作部分为油嘴、高压微调针型阀、“U”型毛细液体通道。高压计转站输送稀油通过“U”型毛细液体通道实现 1 次降压，流经油嘴实现 2 次降压，再次进入“U”型毛细液体通道实现 3 次降压，***终进入单井注入管线。可根据注入需要更换不同孔径的油嘴来满足生产需要，当油嘴为固定孔径且需要调整流量时，可通过高压微调针型阀来实现，***终达到降压、保量的目的。

2.2掺稀系统改造及效果

掺稀系统改造主要是在流量计前端增加强磁过滤器和减压阀（图 2），实现降压除杂效果。即计转站高压输送稀油经掺稀阀组进入单井强磁过滤器，实现金属杂质的有效过滤，过滤后的高压稀油经减压阀实现有效降压，减压后的稀油进入流量计，避免高压冲击对流量计阀芯伤害的风险，减少流量计阀芯刺漏造成稀油偏流现象的发生。

2015 年 在 采 油 厂 TH12XX1、 TH12XX2、 TH12XX3 等 11 口井开展掺稀系统改造，主要达到效果如下：

（1）在确保注入量的前提下，流量计前端压力由原来的14 MPa降至目前的0，降压达到14 MPa，降低了稀油在定压下的流速，减少了稀油对流量计阀芯的冲击损伤。减压阀前后压力的对比见表1。

（2）通过强磁过滤器吸附稀油中的金属固体颗粒，进一步减少金属杂质对流量计阀芯的损伤。

（3）强磁过滤器及减压阀的组合使用有效降低了流量计阀芯刺漏速度，延长了流量计使用寿命，平均单井月节约流量计阀芯 3个。

（4）掺稀用油量不准确状况得到控制，降低了油井异常率，提高了稀油利用率，平均单井月减少生产异常 1井次。

3.结论

（1）减压阀通过油嘴、高压微调针型阀、“U”型毛细液体通道实现逐级降压，降低了高压流体刺伤流量计阀芯的风险。

（2）强磁过滤器通过强磁棒有效过滤稀油中金属杂质，避免杂质对流量计阀芯造成硬伤害。

（3）掺稀系统改造升级提高了掺稀稳定性，平均单井月减少油井异常1井次，节约流量计阀芯3个。