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油田分队计量技术现状及改进措施

来源:    发布日期:2019-06-11 09:20:17    作者:

摘 要 采油队分队计量是油田稳产促产、量化考核的一种有效手段。随着油田管理水平的提高和经济承包责任制的落实,分队计量工作就显得更为重要。因此,有必要深入了解分队计量技术现状,分析查找各个采油厂分队计量中存在的问题,并采取相应措施加以改进,使分队计量充分发挥其应有的作用。

引言
分队计量是介于单井计量和分矿计量之间一种计量方式,起着承上启下的重要作用。近几年来,胜利油田为推进分队计量工作已投不少资金进行相应的工程改造。目前,大多数采油厂均已开展分队计量,为油田稳产促产、量化考核提供了有力保证。但同时,对于分队计量的现状以及工作中存在的问题应不断总结并加以改进。

1 分队计量技术现状分析
实施分队计量的方式主要包括不分离式分队计量、基于二相分离的分队计量、基于三相分离的分队计量。目前胜利油田已步入二次采油甚至三次采油阶段,油井产出物绝大多数为油、气、水的混合物,多相流不分离计量多年来一直是个国际性难题,因受技术限制等原因还未得以广泛应用,因此胜利油田大多数分队计量采用的是先分离、后计量的方式。

1. 1 基于二相分离的分队计量技术
基于二相分离的分队计量典型工艺流程及仪表配备如图 1 所示。
1. 1. 1 高含水原油流量计量仪表的选用
由于采油队井排来液经气液二相分离后,液相流体中含水较高,因此极易引起流量计内部结构的腐蚀和结垢而降低流量计工作性能,砂粒也会造成流量计内部零部件损坏。多年来,从现场各种计量仪表的使用情况看,电磁流量计、靶式流量计、超声波流量计因结蜡结垢已验证不适用于分队计量,腰轮、刮板等容积式流量计由于腐蚀和砂粒,故障率维修量较大。综合考虑,质量流量计在基于二相分离的分队计量中具有一定优势。

1. 1. 2 原油含水率测量方法的选用
目前低含水仪国内外技术已基本成熟,仪表比较可靠,高含水仪测量精度一直是国内外研究的技术难题[1]。人工取样、蒸馏化验原油含水的方法直观、可信,但由于采油队来液的不稳定性,人工取样代表性不够。因此最好采用安装自动取样器结合蒸馏分析化验或静态快速物理检测含水率的方式。

1. 1. 3 基于二相分离的分队计量技术优缺点
二相分离的分队计量方法最大的优点是投资少,最大的缺点是计量准确度较低。

1. 2 基于三相分离的分队计量技术
1. 2. 1 基于三相分离的分队计量工艺流程
三相分离基本上采用两种计量仪表的配备方式,一种是质量流量计为主的计量方式,另一种是容积式流量计配备在线含水分析仪或自动取样器的计量方式,如图 2 所示。
1. 2. 2 低含水原油液体流量计量仪表的选用
由于三相分离后原油处于低含水,相对来说选择仪表的范围较大,刮板、双转子、腰轮等容积式流量计以及质量流量计都可以作为可选仪表。

1. 2. 3 原油含水率的计量方法
三相分离的分队计量模式,可通过安装在线含水分析仪来测量原油中的含水率。质量流量计因具有流量计量和含水测量两项功能[2],计量含水率误差一般能达到 ± 3. 0% ,一台仪器当两台仪表使用,投资费用比较合算,因此选质量流量计。但当分离器分离效果不稳定时,游离气和高含水的出现将极大降低计量的准确性。

1. 2. 4 三相分离的分队计量技术优缺点
最大优点是准确度较高。另外由于来液经过三相分离器后原油含水较低,流体对流量计的损伤将极大降低,可以减少流量计故障,保证分队计量的连续性。缺点是前期投资和后期维护费高。

2 分队计量存在的主要问题
2. 1 流程、设备方面
1)多个采油队井排来液进站后管线不能分开,无法实现单独计量,只能粗略地计量几个采油队的产量。
2)目前有的采油厂分离器数量不够,不能达到一个采油队来液单独对应一套分离器的工艺条件,多个采油队共用一个分离器,无法实现连续计量。
3)部分三相分离装置运行时间较长,设备老化严重,分离效果差,仍在使用。
4)三相分离器油水界面堰板调节不科学,没有确定油水界面堰板的最佳位置。堰板过高可导致出水含油量超标,堰板过低可导致出油含水过高[3]。

2. 2 仪表方面
1)部分分离器出口安装的计量仪表多年未检定,计量仪表没有发挥应有的作用。
2)仪表选型不合理,如部分油井含泥沙较多,选用转子流量计或腰轮流量计,故障率高。
3)温度、压力变送器维护保养不善,且未按规定进行检定或校准,数据出现较大的偏移,影响计量准确性[4]。
4)目前使用的含水仪,由于元器件老化、接插件接触不好、受温度变化等影响,性能漂移,引起含水测量误差。

2. 3 人员、管理方面
1)计量人员责任心不够,人工取样或相关数据采集不及时。
2)个别采油队化验人员对原油含水、密度化验的操作不符合企业标准的规范。
3)由于受传统计量观念的影响,加上分队计量系统在运行过程中有时会出现一些问题,尽管目前部分采油矿具备了分队计量的条件,但还没有真正成为采油矿考核采油队原油产量的唯一依据,还是实行井口数据倒算分产的核算办法。

3 改进措施
3. 1 流程、设备方面的改进措施
目前多数采油厂确实能够实现分队计量,但主要采用间歇性计量方式,这种方式需要通过切换流程,对所管辖范围的采油队依次或选择性地开展分队计量,不能够同时进行。为使得分队计量发挥更大的作用,最好的办法是每个采油队铺设单独的管线进站,并根据采油队个数增设分离器。分离器作为实现分队计量的关键部件,分离效果直接影响分队计量的准确度。每台分离器的来液量、含气量、压力等各不相同,因此堰板调节也不能一概而论。通过反复调节试验,使分离器达到最佳工况点,记录该点对应的堰板丝杠上扣数,即为堰板高度的最佳位置,优化分离器参数,从而获得良好的分离效果。

3. 2 仪表方面的改进措施
仪表方面主要的问题是仪表安装后不再进行检定,仪表计量的准确度无法得到保证,这使得分队计量的准确度也大打折扣。仪表安装后不再检定的其中一个原因是管理不善,对仪表计量性能认识不足;同时因为安装时未考虑到仪表后续检定的问题,未涉及备用流程或接头,使得拆卸仪表就要停止生产流程,这使得很多单位不愿为了检定而停止生产。为此,解决此问题的最好的方法就是在仪表安装管线旁设计备用流程,尽管在投资上提高了,但可以较大程度的提高计量准确度。同时,根据分队计量的现场情况对流量计合理选型,降低流量计故障率,保证分队计量的持续稳定。

针对含水仪使用时间长及受温度变化影响等问题,主要采取如下措施:定期校对含水仪,气候变化换季期间及时作出含水变化曲线,以满足含水测量要求;对性能漂移、含水误差大、故障频繁的含水仪及时更换;工业控制机终端增加温度补偿软件,实现含水率温度实时修正,通过现场应用可大大减小温度变化所造成的误差[5]。

3. 3 人员、管理方面的改进措施
人员管理方面的问题需要通过培训首先使工作人员明白分队计量工作的重要性,其次是操作规范的培训,使基层工作人员明白不规范操作带来的影响,尽量避免人为误差发生。开展形式多样的岗位练兵,使现场计量操作人员和计量检定人员进一步明确本岗位的职责,提高现场操作水平。再者,需要加强监督管理,建立定期或不定期的油气计量工作检查考核制度,如此来确保工作操作的执行力度,把各单位计量工作的好坏与经济效益挂钩,以促进计量技术水平的提高。

4 结束语
实施分队计量,对油田生产起到了积极作用,但在流程设备的改造优化、计量仪表的配备、仪表检定与维护以及人员管理等方面,都仍需要进一步对存在的问题加以改进。同时根据各油田的实际生产工艺条件和测量介质,积极开展分队计量新技术方法的进一步研究,对分队计量工作不断加以完善,以更好地提升油田计量管理水平。

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