海上油气田伴生气产量的修正及其意义

陈 佳，罗 阳，胡红亮

（中海石油（中国）有限公司天津分公司 天津 300459）

在采油过程中，原油不断地被开采出来从井筒进入地面，随着压力的降低，溶解在原油过程中的天然气不断分离脱出，然后进入油气分离器进行初步分离计量［1-3］。但油气分离器在运行工况下往往具有较大的压力和较高的温度［4-6］，导致部分伴生气仍溶解在原油中未被分离脱出从而未被计量［7-9］。在后续的工艺处理中，随着压力进一步降低，这部分未被计量的溶解伴生气将从原油中分离脱出，导致油气分离器计量的伴生气产量与实际存在不符。

以渤海某油气田为例，该油气田由1座中心平台（CEPF平台）和4座井口平台（WHPB/WHPC/WHPD/WHPE平台）组成，当前油气田日产原油约5 330 m3，日产天然气约103×104m3。其物流示意图如图1所示，WHPB/WHPC/WHPD/WHPE井口平台的物料通过混输海管传输至CEPF中心平台进行处理，然后再通过CEP中心平台外输海管输送至陆地终端处理厂。目前各平台的油气产量如表1所示。

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

表1 各平台产液量、产油量及产气量Tab.1 Liquid production，oil production and gas production of each platform

对于天然气在原油中的溶解度计算，国内外已经有很多学者进行了相关研究，目前主要使用诺莫图、雷萨特关系式、斯坦丁关系式和瓦兹奎兹-贝格斯公式［10-17］。由于这些方法计算精度一般，并且需要进行图版查找，计算过程较为复杂，不适用于现场工程环境。为此，西南石油大学魏纳等［18］在雷萨特关系式的基础上将其数学模型归纳推理得到一个新模型（式1），只需要代入绝对压力、 温度、脱气原油对水的相对密度和天然气对空气的相对密度 4 个已知

参数，通过计算便可快速求出溶解油气比。

4个井口平台油气计量分离器运行工况如表2所示。

表2 4个井口平台油气分离器运行工况Tab.2 Operating conditions of oil-gas separators on wellhead platforms

将4个平台的相关参数带入上式，计算得到在油气计量分离器运行工况下各个平台的伴生天然气溶解度，如图2所示。

图2 油气计量分离器运行工况下各平台伴生天然气溶解度Fig.2 solubility of associated natural gas on each platform under operating conditions of oil and gas metering separator

再根据各个平台的产油量计算出在油气计量分离器运行工况下能够溶解在原油中的伴生天然气体积，如图3所示。

图3 油气计量分离器运行工况下各平台溶解的伴生天然气体积Fig.3 Volume of dissolved associated natural gas under operating conditions of oil and gas metering separator

由计算结果可以看出，4个井口平台在油气计量分离器运行工况下能够溶解在原油中的伴生天然气体积分别为28 268、3 783、3 612、11 311 m3/d，与油气计量分离器的计量值误差分别达到15.04%、1.21%、1.31%、4.98%。

其中WHPC平台溶解伴生天然气最多，计量产气量与实际产气量误差高达15.04%，根据计算公式，产油量越大，计量分离器运行工况压力越高，最终计量出的溶解气数值也就越大。WHPC平台的油气分离器压力高，产油量较大，因此能够溶解更多的天然气。

海上井口平台通过混输海管将平台物料传输到中心平台一般需要较高的压力。因此，对于井口平台而言，通过计量分离器计量得到的产气量与实际数值相比通常都具有较大的误差。

4 个平台溶解在原油中的伴生气总计达到约4.7万m3/d，即在上游油气计量分离器中计量伴生天然气产量时，这部分溶解伴生天然气未被进行计量。上游计量产气量约103万m3/d，与实际产气量存在4.56%的误差，难以真实有效地反映平台每日的实际产气量。根据前文计算结果对各个平台的伴生气产量进行修正，WHPB/WHPC/ WHPD/WHPE 4个平台的修正系数分别为1.150 4、1.012 1、1.013 1、1.049 8，修正后的数据能更加准确地反映上游各个平台的实际产气量。

对于井口平台较多的中心平台而言，井口平台伴生气计量结果较实际数值偏低，各个井口平台的伴生气通过混输海管输送至中心平台进行处理的过程中，将有可能出现混输海管和生产处理设备超设计情况而不自知。特别是对于油气计量分离器压力较高、产油量较大的井口平台，实际产气量与计量产气量间的误差较大，对混输海管的安全平稳运行具有较大的影响，存在安全风险隐患。

①海上平台普遍使用油气计量分离器对油井的伴生气进行计量，但往往忽略了溶解在原油中的伴生天然气。本文针对渤海某油田，计算得到各个平台在油气计量分离器运行工况下溶解在原油中的伴生天然气体积，并根据计算结果对伴生气产量进行修正，从而更加准确地反映了上游各个平台的实际产气量。

②采用此方法对海上平台的原油伴生气产量进行核算修正，能够较为准确地掌握生产处理过程中伴生气产量和及时对运行工况及流程进行调控处理，从而有效保证安全生产。此方法适用性广，基本适用于海上所有平台，特别是对于压力较高、产油量较大的的井口平台和需要集中处理各个井口平台油气产量的中心平台而言，更加具有积极意义。