分隊計量在采油廠自動化系統(tǒng)中的典型應(yīng)用

盧書田　張曉斌

摘 要：當(dāng)前采油廠自動化系統(tǒng)應(yīng)用中，分隊計量的實施可以使油藏區(qū)對采油隊產(chǎn)量實時掌握動態(tài)，為實現(xiàn)油藏區(qū)精細(xì)化管理提供可靠依據(jù)。分隊計量技術(shù)是油藏區(qū)油藏精細(xì)化管理的重要基礎(chǔ)工作，也是采油廠地質(zhì)科研部門獲得可靠數(shù)據(jù)的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：自動化；分離計量；分離器；質(zhì)量流量計

1 分隊計量必要性

1.1 及時掌握油田開發(fā)生產(chǎn)形勢

由于采油廠產(chǎn)量波動幅度大，不確定因素多，無法及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中存在的問題，從而影響區(qū)塊動態(tài)分析和對開發(fā)形勢的判斷，使區(qū)塊綜合治理沒有可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)，最終采取增產(chǎn)措施時存在一定的盲目性。采用分隊計量后，根據(jù)液量、油量的變化趨勢，對油田開發(fā)過程中含水、液量、油量的變化進(jìn)行定性的分析，掌握油田開發(fā)生產(chǎn)形勢。

1.2 準(zhǔn)確判斷各采油隊的生產(chǎn)動態(tài)變化趨勢

目前各采油隊液量混輸，如遇全廠產(chǎn)量波動， 各隊開展計量調(diào)查、動態(tài)分析、開發(fā)指標(biāo)分析時，最關(guān)鍵的產(chǎn)量指標(biāo)不明確，影響了分析結(jié)果的可靠性。不能快速準(zhǔn)確的判斷原因，給正常生產(chǎn)管理帶來很大困難。采用分隊計量后通過瞬時流量和累計流量變化，可及時掌握各采油隊（區(qū)塊）的生產(chǎn)動態(tài)變化趨勢。

1.3 為油田的管理考核提供科學(xué)依據(jù)，充分發(fā)揮基層的積極性

采用分隊計量準(zhǔn)確的考核采油隊產(chǎn)量完成情況，建立和完善針對產(chǎn)量完成情況的激勵機(jī)制，為油田的管理考核提供科學(xué)依據(jù)。同時便于針對采油隊產(chǎn)量完成情況兌現(xiàn)獎罰制度，提高員工上產(chǎn)積極性。

2 計量現(xiàn)狀簡介

由于油井產(chǎn)出液主要由油、氣、水三部分組成，目前尚沒有簡便可行的方法實現(xiàn)油、氣、水混合液精確計量，現(xiàn)在采用的方法有：

2.1 計量間兩項分離計量

對單井產(chǎn)出液用分離器進(jìn)行氣、液兩相分離，然后氣液分別計量，用一段時間的產(chǎn)液量換算為全天產(chǎn)液量，加人工化驗含水值計算單井產(chǎn)液、產(chǎn)油量。

2.2 旋流分離多項計量裝置

旋流分離多項計量裝置主要是采用氣液旋流分離技術(shù)把氣液分離，分別計量，具有安裝簡單、占地面積小等特點，可安裝于計量間實現(xiàn)單井計量或安裝于接轉(zhuǎn)站用于分隊計量。配備旋轉(zhuǎn)式計量分配閥組可實現(xiàn)全自動計量。

3 分隊計量

基于氣液分離或油、氣、水分離后的計量，氣路采用氣體流量計，水路一般采用電磁流量計，油路：（1）可采用容積流量計加在線含水分析儀組合；（2）質(zhì)量流量計；本例中采用質(zhì)量流量計。

測量原理：質(zhì)量流量計可直接測量出流動液體的質(zhì)量、密度、溫度，由此可計算出累加質(zhì)量、體積流量、體積累加量等相關(guān)參數(shù)，結(jié)合油、水密度可計算出油、水質(zhì)量、體積。

質(zhì)量流量計可直接測量流體的質(zhì)量流量、密度、溫度等相關(guān)參數(shù)，廣泛應(yīng)用于石油化工、污水處理、石油貿(mào)易交接等場合。在含水原油測量中，根據(jù)實測原油密度與已知的污水、純油密度可計算出原油含水、純油量、污水量等相關(guān)參數(shù)，因而近年來在原油計量中得到了廣泛的應(yīng)用。

計算條件：由于油水是兩種互不相容的液體，假設(shè)混合后體積為混合前體積之和，即Vh=Vs+Vy ………… （1）

Vh為混合液體積，Vy 為含油體積，Vs為含水的體積，混合液質(zhì)量等于油質(zhì)量加水質(zhì)量，即：ρhVh=ρsVs+ρyVy…………（2）

ρh為混合液密度，即質(zhì)量流量計測量密度，ρs為水密度，ρy為純油密度，

由（1）（2）推導(dǎo)出： Vs/Vh=（ρh-ρy ） /（ρs-ρy ）

由此可計算出混合液體積含水（ρh-ρy ） /（ρs-ρy ）

質(zhì)量含水MS/Mh=（ρh-ρy）ρs/（ρs-ρy） ρh…………（3）

含油：My/Mh=1-（ρh-ρy）ρs/（ρs-ρy） ρh…………（4）

MS水質(zhì)量，My油質(zhì)量，Mh混合質(zhì)量，由以上各式可方便的計算出污水量、油量。

各站工控機(jī)采集的數(shù)據(jù)根據(jù)需要傳送到中心服務(wù)器數(shù)據(jù)庫，中心服務(wù)器做網(wǎng)面發(fā)布應(yīng)用，數(shù)據(jù)的集中應(yīng)用在中心服務(wù)器實現(xiàn)。工控機(jī)應(yīng)用軟件采用組態(tài)軟件便于修改維護(hù)、采集、計算數(shù)據(jù)存入本地數(shù)據(jù)庫。核心問題：質(zhì)量流量計是該系統(tǒng)的核心計量儀表，在滿足其使用條件的前提下，具有精度高，穩(wěn)定性好，直接測量質(zhì)量、密度等優(yōu)點。為保證質(zhì)量流量計工況合理，必須控制好分離器的工作壓力、油、水腔液位，保證油路不含游離氣，如此能獲得真實滿意的測量結(jié)果，為應(yīng)用系統(tǒng)提供真實可靠的數(shù)據(jù)。

4 應(yīng)用效果

分隊計量的實施，使油藏區(qū)對采油隊產(chǎn)量可實時掌握動態(tài)，這就對采油隊取全取準(zhǔn)資料、及時掌握單井變化、精細(xì)化管理提出了更高的要求。各隊根據(jù)進(jìn)站液量、油量的變化進(jìn)行對比分析，監(jiān)控單井的生產(chǎn)動態(tài)、單井和計量站管線的運(yùn)行狀態(tài)，出現(xiàn)異常情況，判斷方向、區(qū)域，及時發(fā)現(xiàn)問題，采取措施，大大地提高時率，減少產(chǎn)量損失。 為應(yīng)對復(fù)雜的油區(qū)環(huán)境提供了有效的監(jiān)控手段。通過監(jiān)控分析分隊計量數(shù)據(jù)、比對站與站之間液量差，可以迅速判斷系統(tǒng)內(nèi)是否發(fā)生泄漏，及時查找泄漏點，避免產(chǎn)量損失。

為生產(chǎn)經(jīng)營考核提供了準(zhǔn)確依據(jù)，改變了以往只能考核到礦，無法精確考核到隊的現(xiàn)象，促進(jìn)了基層生產(chǎn)積極性的發(fā)揮。分隊計量系統(tǒng)使各隊產(chǎn)液量、產(chǎn)油量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，便于落實責(zé)任，嚴(yán)格考核，變壓力為動力，生產(chǎn)積極性得到發(fā)揮，各隊都千方百計加強(qiáng)管理、提高時率、堵塞漏洞、減少流失，輸差大幅下降。

促進(jìn)了集輸系統(tǒng)精細(xì)化管理。分隊計量系統(tǒng)要求平穩(wěn)輸油，要求集輸站監(jiān)控分析數(shù)據(jù)變化，及時提供預(yù)警信息，實行聯(lián)動監(jiān)控，改變了以往集輸泵站的生產(chǎn)操作模式。各站對分離器、罐液位、泵排量的控制操作更加細(xì)化、精確。實現(xiàn)了由粗放管理、操作到精細(xì)管理、細(xì)致操作的轉(zhuǎn)變。

參考文獻(xiàn)

[1]毛寶瑚，等.油氣田自動化[M].石油大學(xué)出版社，2011.

作者簡介：盧書田（1978-），男，本科學(xué)歷，工程師，主要從事石油信息管理工作。