高凝油自動(dòng)計(jì)量技術(shù)

方健

中國(guó)石油遼河油田分公司 沈陽(yáng)采油廠 （遼寧 新民 110316）

高凝油自動(dòng)計(jì)量技術(shù)

方健

中國(guó)石油遼河油田分公司 沈陽(yáng)采油廠 （遼寧 新民 110316）

沈陽(yáng)油田是我國(guó)最大的高凝油生產(chǎn)基地，原油的凝固點(diǎn)在45～67℃之間。目前主要采用分離器玻璃管計(jì)量油井產(chǎn)量，其缺點(diǎn)是流程復(fù)雜，工作效率低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大。隨著沈陽(yáng)油田的高凝油生產(chǎn)進(jìn)入了高含水時(shí)期，原油伴生氣急劇減少，采用玻璃管計(jì)量十分困難。針對(duì)高凝油生產(chǎn)的特點(diǎn)，該油田研究應(yīng)用了低油氣比的油井計(jì)量方式—高凝油自動(dòng)計(jì)量技術(shù)，能夠優(yōu)化和簡(jiǎn)化目前的油井計(jì)量工藝，對(duì)油井產(chǎn)量進(jìn)行高效、準(zhǔn)確、及時(shí)的計(jì)量。

高凝油 玻璃管計(jì)量 自動(dòng)計(jì)量

1 存在的問(wèn)題

目前沈陽(yáng)油田油井計(jì)量裝置采用分離器玻璃管量油，不僅流程復(fù)雜，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且計(jì)量時(shí)間長(zhǎng)，效率低，隨著油井伴生氣的減少，計(jì)量時(shí)壓液面越來(lái)越困難，已經(jīng)有16座計(jì)量站無(wú)法進(jìn)行油井計(jì)量。

2 自動(dòng)計(jì)量技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

2.1 向儀表化方向發(fā)展

隨著技術(shù)的進(jìn)步及各種氣體和液體流量計(jì)的廣泛應(yīng)用，油井產(chǎn)量計(jì)量中必然越來(lái)越多地使用操作簡(jiǎn)單、讀數(shù)方便的流量計(jì)。如用于天然氣計(jì)量的旋進(jìn)旋渦流量計(jì)、渦街流量計(jì)等。

2.2 向高精度方向發(fā)展

我國(guó)油田多進(jìn)入開發(fā)后期，需要準(zhǔn)確及時(shí)地了解油井的生產(chǎn)狀況，為生產(chǎn)管理提供真實(shí)可信的數(shù)據(jù)，對(duì)油井計(jì)量精度的要求必然越來(lái)越高。

2.3 向快速化方向發(fā)展

為了及時(shí)掌握油井的生產(chǎn)狀況，需要縮短油井計(jì)量周期，對(duì)油井進(jìn)行更加頻繁和及時(shí)的測(cè)量，因此必須提高油井計(jì)量速度。

2.4 向自動(dòng)化方向發(fā)展

自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展為降低勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率提供了可靠保證。同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)油井準(zhǔn)確、快速的測(cè)量，也必須采用自動(dòng)化的測(cè)量方法。三相分離計(jì)量、兩相分離計(jì)量和不分離計(jì)量的研究和應(yīng)用得到越來(lái)越廣泛地重視。

3 高凝油田應(yīng)用自動(dòng)計(jì)量技術(shù)的技術(shù)思路

3.1 主要研究?jī)?nèi)容

針對(duì)高凝油含蠟高，黏度在凝固點(diǎn)附近變化很大，黏度與溫度屬于典型的非線性，將在實(shí)踐中分析數(shù)據(jù)，找到適合于高凝油的修正流量系數(shù)μ，對(duì)現(xiàn)有的稱重式油井計(jì)量器改進(jìn)，替代原有的玻璃管原油計(jì)量裝置，實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)計(jì)量。

3.2 工作原理

該計(jì)量器主要由罐體、分離器、翻斗、稱重傳感器、位置傳感器組成，并與微型計(jì)算機(jī)組成計(jì)量系統(tǒng)（見(jiàn)圖1）。原油進(jìn)入罐體時(shí)首先沿傘狀分離器鋪開流入翻斗。翻斗裝置是由兩個(gè)對(duì)稱放置的獨(dú)立料斗組成，翻斗上安裝有稱重傳感器，以檢測(cè)翻斗和油的重量。

位置傳感器檢測(cè)翻斗的狀態(tài)，即哪一個(gè)翻斗在接油，何時(shí)它們翻轉(zhuǎn)，在翻轉(zhuǎn)的一瞬間，稱重傳感器將翻轉(zhuǎn)的重量信號(hào)傳入計(jì)算機(jī)，根據(jù)這一數(shù)值，就可知道翻斗的接油量與殘液量，再與流量系數(shù)配合即可算出產(chǎn)液量。分布器的作用是減小原油的沖擊，并且將原油按照設(shè)計(jì)的位置進(jìn)入翻斗。

3.3 技術(shù)路線

3.3.1 改進(jìn)算法

由于高凝油含蠟高，黏度在凝固點(diǎn)附近變化很大，在實(shí)踐中找到適合于高凝油的用于修正的流量系數(shù)μ，必要時(shí)可考慮對(duì)流量系數(shù)μ進(jìn)行分段處理。

3.3.2 機(jī)械防護(hù)

加強(qiáng)軸承等關(guān)鍵部位的防護(hù),充分考慮到結(jié)蠟給機(jī)械運(yùn)動(dòng)造成的嚴(yán)重后果,避免結(jié)蠟影響計(jì)量精度。

3.3.3 翻斗涂層

對(duì)翻斗表面做不粘涂層處理。

3.3.4 改進(jìn)換熱器

在原有換熱器盤管長(zhǎng)度的基礎(chǔ)上增加盤管的長(zhǎng)度。

3.3.5 增加清罐熱水線

翻斗結(jié)蠟的情況下，可采用管線熱水清洗。

3.4 技術(shù)關(guān)鍵

本裝置針對(duì)高凝油含蠟高，黏度在凝固點(diǎn)附近變化很大，黏度與溫度屬于典型的非線性，在實(shí)踐中分析數(shù)據(jù)，找到了適合于高凝油的修正流量系數(shù)μ，對(duì)現(xiàn)有的稱重式油井計(jì)量器改進(jìn)，替代原有的玻璃管原油計(jì)量裝置，實(shí)現(xiàn)了在線實(shí)時(shí)計(jì)量。

4 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施情況

2008年10月份在沈陽(yáng)油田的4口井上安裝了一套重力法計(jì)量裝置（最多可以連接11口油井），經(jīng)過(guò)適用對(duì)比發(fā)現(xiàn)計(jì)量精度達(dá)到±5%，能夠?qū)崿F(xiàn)全自動(dòng)計(jì)量，適合混相不分離計(jì)量，量油結(jié)果直接輸入微機(jī)化存儲(chǔ)記錄，量油數(shù)據(jù)隨時(shí)可以自動(dòng)查詢。

截至目前，該油田已經(jīng)在采油井站、單井點(diǎn)共安裝自動(dòng)計(jì)量裝置18套，單井計(jì)量時(shí)間比過(guò)去減少70%以上，大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

5 應(yīng)用效果

該技術(shù)在沈陽(yáng)油田的實(shí)施成功，解決了稱重計(jì)量技術(shù)在高凝油應(yīng)用中存在的關(guān)鍵問(wèn)題—算法的改進(jìn)，為在沈陽(yáng)采油廠全面推廣奠定了基礎(chǔ)。它的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：

5.1 實(shí)現(xiàn)全天候計(jì)量，保證油井產(chǎn)量客觀真實(shí)準(zhǔn)確

該自動(dòng)計(jì)量技術(shù)使用在平臺(tái)井上，可以根據(jù)需要設(shè)定計(jì)量周期時(shí)間，它可以按照設(shè)定的時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)計(jì)量，微機(jī)隨時(shí)記錄量油結(jié)果；它可以每天對(duì)油井進(jìn)行多次計(jì)量，跟蹤一口油井任意時(shí)間段的出油情況，保證了油井計(jì)量的準(zhǔn)確性。

5.2 降低職工勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省人力資源

實(shí)施自動(dòng)化量油，可取消計(jì)量的工作，整個(gè)平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)無(wú)人執(zhí)守化管理，可有效減少現(xiàn)場(chǎng)管理人員，緩解人員緊張的矛盾。

6 下步建議

6.1 改進(jìn)保溫措施

計(jì)量器本體應(yīng)采用全保溫方式 （即上下封頭部分均保溫），利于計(jì)量器工作；

6.2 完善應(yīng)急措施

計(jì)量器入口管線應(yīng)纏繞電加熱帶，在冬季因某種原因停用的情況下通電加熱，防止管內(nèi)液體凝固；

6.3 擴(kuò)大推廣范圍

在沈陽(yáng)油田推廣應(yīng)用，取消計(jì)量間，節(jié)省征地、管線，簡(jiǎn)化油井計(jì)量工藝，進(jìn)一步提高計(jì)量精度。

Shenyang oilfield is the largest production bases of high pour-point oil in our country,the oil set point of which is between 45℃and 67℃.At present,the output of wells is mainly measured by the glass tube of separator,the shortcomings of which include the complex flow course,the low efficiency of work and the large intensity of labor for workers.As the high pour-point oil production in Shenyang stepped into the period of high watered oil,the associate gas of crude oil began to reduce promptly,so it has become difficult to measure by means of glass tube.According to the characteristics of high pour-point oil production,the oilfield studies and applies the measuring way of oil well with low ratio of oil and gas——automatic measuring technology of high pour-point oil.This can optimize and simplify the present measuring technology of oil well,and can measure the output of oil well efficiently,accurately and timely.

high pour-point oil;glass tube measurement;active measurement

方?。?974-），男，主要從事采油管理工作。

黃永場(chǎng)

2011-03-15