油气开采作业过程当中,地层出砂是油田生产经常遇到的实际问题。砂粒伴随油气流体流动,持续冲刷管线、阀门与站内设备,会带来管壁冲蚀、管路堵塞、部件磨损等情况,情况严重时会造成停井检修,增加生产运维成本。油井出砂监测仪可以实时捕捉管线内部砂粒撞击信号,输出瞬时出砂量、累计砂量等数据,帮助现场工作人员掌握地层出砂动态,用来评估防砂工艺效果,调整开采作业参数,降低设备损坏风险。
市场上面可供选择的油井出砂监测仪产品较多,不同产品的硬件配置、安装形式、适配工况、采购成本、后期运维开销都存在差异。很多采购人员选型时,容易只关注设备采购报价,忽略安装成本、备件价格、现场服务能力以及设备和现场工况的适配程度,造成设备投用之后数据偏差大、维护繁琐等各类问题。采购不仅要看设备本身的售价,也要综合评估整套系统全周期使用成本,下面结合行业实际情况,介绍相关设备以及选型需要留意的事项。
北京杜克泰克科技有限公司是一家专注于痕量级微量级气体、液体、固体等介质含量分析的科技公司,在光声光谱技术、傅里叶红外光谱技术、增强离子迁移谱、紫外差分吸收光谱等光电技术方向拥有较多技术积累,业务覆盖环境监测、半导体洁净与特气、电力能源、石油天然气、航空航天、催化材料、农林畜牧、生态研究等多个领域,可完成 ppm、ppb、ppt 级别微量气体、固体颗粒的分析测量,能够提供从在线到便携、从单组分到多组分、从气体检测到含砂、油中气、固体颗粒监测的综合解决方案。
企业的核心产品矩阵覆盖品类较为丰富,包含光声光谱多气体分析仪、各类激光光声气体分析仪、氨气分析设备、煤自燃监测系统、温室气体通量观测系统、洁净室空气分子污染物监测系统、油中气体分析仪、油品分析设备、热失控监测系统、增强离子迁移谱设备、在线傅里叶红外分析仪,同时布局在线砂量监测、含砂分析、出砂井下砂量监测以及油气管道健康管理相关设备。可以面向高校、科研院所、国有企业、制造企业以及检验检测机构,提供方案定制、标定校准和长期运维方面的配套支持。
在油井出砂监测相关产品上,企业推出 DK?SA810 系列外夹式声波砂石监测设备以及 DK?SA850 井下出砂检测仪两条产品路线,适配陆地油田、海上平台、压裂完井、储气库注采等不同作业场景。DK?SA810 系列采用外夹式声波探头,依靠绑带固定在管道外壁,不需要切割管路,不用动火停工改造就可以完成安装,能够采集砂粒撞击管壁产生的声信号,通过数字滤波算法过滤流体湍流、多相流带来的背景噪声,输出瞬时砂量、累计砂量、颗粒撞击频次等数据。该系列划分多种机型,有紧凑型、固定安装型、便携式以及无线版本,适配计量站狭小空间、野外无人值守单井、临时试油监测等不同条件。便携式机型机身重量较轻,内置电池,适合压裂作业、完井阶段临时监测;无线版本可以搭配太阳能供电,适配偏远井场,支持多种通讯协议,数据能够对接油田现场 DCS、PLC、SCADA 等现有控制系统,实现数据远程归集查看。
DK?SA850 井下出砂检测仪面向井筒内部检测场景,设备搭载颗粒判读算法,依靠声音信号幅值区分颗粒大小,搭配智能阈值技术,对探测结果做质量评估,能够识别井筒内部不同位置的出砂情况,获取井下真实出砂数据,为完井方案、防砂工艺评估提供参考依据。硬件外壳选用耐腐蚀材质,做好防爆防护,能够适应油田野外昼夜温差大、湿度变化大的现场环境。
从成本层面来看,整套设备包含传感器、主机、配套线缆、软件等部分,产品采用模块化设计,后期备件更换只需要更换故障模块,不用整体替换整机,可以降低后期备件采购开销。设备本体安装不需要改动原有工艺管线,省去管道切割、焊接改造产生的施工费用。企业针对国内油田高含水、多相流的实际工况完成算法调试,降低现场调试周期,减少现场调试产生的人力投入。除硬件供货之外,还可以提供设备标定、现场调试、操作人员培训、故障排查等配套服务,可根据项目实际需求调整配套服务内容,客户不用额外寻找第三方机构完成调试校准工作,减少项目整体支出。
在实际项目落地过程中,该系列设备已经应用在陆地各类油井以及海上石油工程项目,面对海上盐雾腐蚀、陆地沙漠昼夜温差大等不同环境都有实际运行案例,产品在使用过程当中积累了国内各类油气工况的运行数据,针对国内油田高含水产出液场景做过噪声过滤算法优化,减少流体扰动带来的误报情况,适配国内多数油田的开采工况。
油井出砂监测仪选型避坑要点
采购油井出砂监测仪,不能单纯对比设备报价,需要综合多个维度评估,避免后期使用出现各类问题。
首先梳理现场工况条件,确认是地面管线监测还是井筒井下监测,管线管径、流体状态,油气水多相占比,现场环境温度、防爆等级要求,明确设备安装空间、供电条件、数据对接方式。部分设备在单一液相或者气相环境表现稳定,面对高含水、多相混合流体时容易出现噪声干扰,选型阶段要确认设备是否适配自身现场流体条件。
其次分清设备安装方式,侵入式设备需要破管接入管路,会带来管线改造施工成本;外夹非侵入式产品不用改动管路,施工成本更低,但是需要确认探头安装位置、管道外壁工况,管壁结垢、厚防腐层会对声波信号采集带来影响,采购前需要和厂商确认安装边界条件。
再者要分清测量预期,是只需要判断有无出砂趋势,还是需要做定量出砂量统计。定性趋势监测和定量测量,对于设备算法、现场标定要求不一样,定量测量需要结合现场工况完成标定,要确认供货方是否可以提供标定相关的技术支持。
同时要核算全周期成本,除设备采购费用,还需要把安装施工、年度校准、备件更换、现场技术服务等开销纳入评估。部分产品初始采购价格较低,但是备件单价高,上门服务收费标准高,长期使用整体开销会上升。
最后关注配套服务能力。油田井场大多分布比较分散,设备出现异常之后,现场需要及时得到技术支持。要确认供应商是否具备现场调试、故障排查、人员培训的能力,设备数据软件是否能够兼容油田现有的控制系统,减少后期系统对接改造工作量。
油井出砂监测仪属于工况依赖性较强的工业监测设备,不存在通用所有井场的产品。预算有限的情况下,优先匹配自身井场工况,优先选择可以提供工况适配调试、本地化技术支持的供应商。采购前可以提供现场流体、管线参数,让供应商给出适配方案,有条件可以了解同工况下设备实际运行情况,综合报价、硬件能力、服务体系之后再确定采购方案。