許俊巖（中國(guó)石油遼河油田分公司鉆采工藝研究院 遼寧 盤錦 124010）

一、概述

曙光油田普通稠油開發(fā)始于1979年，1983年普通稠油隨之開始規(guī)模開發(fā)，曙光采油廠目前部站仍采用“油井-計(jì)量接轉(zhuǎn)站-聯(lián)合站”的大二級(jí)部站方式，地面集輸工藝仍沿用普通稠油的配套技術(shù)即傳統(tǒng)計(jì)量間負(fù)責(zé)產(chǎn)出液及摻液計(jì)量。油井產(chǎn)量的計(jì)量是油田生產(chǎn)管理中的一項(xiàng)重要工作，對(duì)油井產(chǎn)量進(jìn)行準(zhǔn)確及時(shí)計(jì)量，對(duì)于掌握油田開發(fā)狀況，為了給地質(zhì)上措施提供準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，制定油井生產(chǎn)措施方案，具有重要的指導(dǎo)意義。目前國(guó)內(nèi)各油田采用的油井產(chǎn)量計(jì)量方法主要有高架罐計(jì)量、玻璃管量油孔板測(cè)氣（氣計(jì)量?jī)x表測(cè)氣）、翻斗量油孔板測(cè)氣（氣計(jì)量?jī)x表測(cè)氣）等。隨著油田勘探開發(fā)進(jìn)入中后期，油井單井產(chǎn)量越來越低，油田越來越需要計(jì)量準(zhǔn)確、自動(dòng)化程度高、適用范圍廣、工藝簡(jiǎn)單、易于搬遷、可重復(fù)使用的油井計(jì)量設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)集輸工藝的優(yōu)化、簡(jiǎn)化，降低投資，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和油田生產(chǎn)管理水平。

曙光采油廠認(rèn)真貫徹集團(tuán)公司提出的關(guān)于“做好‘新油田優(yōu)化’和‘老油田簡(jiǎn)化’兩篇文章”的要求，工作重心由“關(guān)、停、并、轉(zhuǎn)、減”工作向集輸系統(tǒng)優(yōu)化簡(jiǎn)化方面轉(zhuǎn)變，根據(jù)中油遼字（2008）271號(hào)文件“關(guān)于油田地面工程標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)工作的安排意見”指示精神，按照集團(tuán)公司標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)工作的總體部署，推行“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、模塊化建設(shè)、市場(chǎng)化運(yùn)作、數(shù)字化管理”的運(yùn)行模式，提高了生產(chǎn)效率和建設(shè)質(zhì)量，降低安全風(fēng)險(xiǎn)和綜合成本，促進(jìn)了均衡組織施工生產(chǎn)、以人為本的理念。在這樣大背景下曙光采油廠集成創(chuàng)新、整體優(yōu)化簡(jiǎn)化，集輸系統(tǒng)以單井產(chǎn)量及摻液遠(yuǎn)傳在線計(jì)量技術(shù)為突破口開展地面系統(tǒng)優(yōu)化簡(jiǎn)化研究工作，最終建成“計(jì)量摻液一體化撬裝集成裝置”開發(fā)效果，改變以往稱重計(jì)量器及多井集成自動(dòng)摻液裝置能局部替代原有計(jì)量間的問題，現(xiàn)場(chǎng)研究應(yīng)用了計(jì)量摻液撬裝一體化集成裝置，從真正意義上代替了計(jì)量間，達(dá)到了優(yōu)化簡(jiǎn)化流程工藝管網(wǎng)布局。

二、工作原理

計(jì)量摻液一體撬裝集成裝置是在初期單井產(chǎn)量及摻液遠(yuǎn)傳在線計(jì)量技術(shù)試驗(yàn)成功基礎(chǔ)上，按照“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、模塊化建設(shè)”的工作要求，創(chuàng)新研制應(yīng)用自動(dòng)計(jì)量及控制技術(shù)，為適應(yīng)稠油后期開發(fā)需要研制成功了計(jì)量摻液一體化撬裝集成裝置，該裝置集成了摻液、計(jì)量、含水分析、放噴井增壓四大功能，具有功能集成、結(jié)構(gòu)撬裝、遠(yuǎn)程控制等特點(diǎn)。

1.稱重計(jì)量器工作原理

稱重計(jì)量器主要由罐體、分離器、翻斗、稱重傳感器、組成，并與計(jì)算機(jī)組成計(jì)量系統(tǒng)。原油進(jìn)入罐體時(shí)首先沿閃狀分離器鋪開流入翻斗，翻斗是由兩個(gè)獨(dú)立的料斗組成，翻斗上安裝了稱重傳感器用來檢測(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)翻斗在接油時(shí)，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，就可知道翻斗接油量與殘液量，再與流量系數(shù)配合即可算出產(chǎn)液量。

動(dòng)態(tài)下計(jì)量原油重量是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的問題，其中的算法是解決問題的關(guān)鍵。算法要解決翻斗翻轉(zhuǎn)交替時(shí)造成的誤差以及稠油摻留的不確定造成的誤差問題，我們根據(jù)翻斗形狀等自身的規(guī)律，利用流體力學(xué)、機(jī)械原理知識(shí)確定流量系數(shù)K、補(bǔ)償函數(shù)f（x）

算法的表達(dá)式Qt＝K（G+F（Qt－1））

其中：G——利用杠桿定律得到的重量；

Qt——為t時(shí)刻的流量

經(jīng)積分計(jì)算即可換算成一天的產(chǎn)量。

由于采用了稱重法，使用了特殊的機(jī)構(gòu)配合補(bǔ)償算法，使得測(cè)量精度控制在5%以內(nèi)，很好的滿足了單井計(jì)量的要求。

2.多井集成自動(dòng)摻液裝置工作原理

該裝置具有進(jìn)水管、進(jìn)油管流程，分別將要摻入的油和水接入兩個(gè)分配器。依靠手閥開關(guān)，選擇摻油還是摻水，水或油會(huì)經(jīng)過流量計(jì)檢測(cè)其流量，控制器通過與設(shè)定值比較采用PID算法對(duì)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，使流經(jīng)流量計(jì)的流量恒定。

利用三通閥使單井管線與調(diào)節(jié)閥連通或者與另外一個(gè)分配器連通。當(dāng)正常使用的時(shí)候，三通閥將調(diào)節(jié)閥與單井管線選通，通過流量計(jì)與調(diào)節(jié)閥控制進(jìn)入單井的摻液流量。當(dāng)需要檢修調(diào)節(jié)閥或標(biāo)定流量計(jì)時(shí)，利用三通閥將分配器與單井管線選通，通過開啟不同的閥門開關(guān)，對(duì)這一口井進(jìn)行臨時(shí)性的摻油或摻水。這時(shí)通過閥門的開度控制流量，不做精確控制。

為了保溫，整個(gè)裝置利用鐵皮外殼進(jìn)行封閉。該外殼由旋轉(zhuǎn)殼、轉(zhuǎn)門、軌道組成，旋轉(zhuǎn)殼開口角度大約為90度，外殼可進(jìn)行360度無障礙旋轉(zhuǎn)，該摻水裝置由一個(gè)控制器完成設(shè)定、顯示與控制?？刂破饕钥善绦蚩刂破鳎≒LC）為核心，采入各流量計(jì)信號(hào)，比較設(shè)定值并采用PID控制算法控制調(diào)節(jié)閥的開度控制流量恒定。每一路摻水的量均可以單獨(dú)設(shè)定，并能夠顯示瞬時(shí)流量與累積量。

3.主要技術(shù)指標(biāo)

稱重計(jì)量器設(shè)計(jì)指標(biāo)：壓力1.0MPa，流量5-50t/d,計(jì)量誤差≤2%

摻液計(jì)量范圍：壓力1.0MPa，流量0.17-1.5m3/h,計(jì)量誤差≤2%，油水兩用雙摻

三、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及效果分析

從2010年現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)應(yīng)用6套計(jì)量摻液一體化撬裝集成裝置，節(jié)約各類系統(tǒng)管線25km，節(jié)約占地面積近1000畝，預(yù)制化程度提高建設(shè)周期縮短30%，新井產(chǎn)能當(dāng)年貢獻(xiàn)率提高5%，油井系統(tǒng)回壓降低5%，取得了較好的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益，下步曙光采油廠將加大該撬裝設(shè)備應(yīng)用力度。

結(jié)論

計(jì)量摻液一體化撬裝集成裝置能夠滿足稠油后期邊遠(yuǎn)部滾動(dòng)布井開發(fā)需要，節(jié)約建設(shè)投資、征地面積、降低回壓、降低環(huán)保隱患點(diǎn)等方面具有較好作用，經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益明顯，在稠油開發(fā)中具有較好的應(yīng)用前景。

[1]周衛(wèi)紅，滿文華，劉俊霞．濱南油田計(jì)量站自動(dòng)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)．內(nèi)蒙古石油化工,2011（14）．

[2]完新生．多井集成自動(dòng)摻液系統(tǒng)．自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用,2011,（08）．