分队计量在采油厂自动化系统中的典型应用

卢书田　张晓斌

摘 要：当前采油厂自动化系统应用中，分队计量的实施可以使油藏区对采油队产量实时掌握动态，为实现油藏区精细化管理提供可靠依据。分队计量技术是油藏区油藏精细化管理的重要基础工作，也是采油厂地质科研部门获得可靠数据的关键。

关键词：自动化；分离计量；分离器；质量流量计

1 分队计量必要性

1.1 及时掌握油田开发生产形势

由于采油厂产量波动幅度大，不确定因素多，无法及时发现生产中存在的问题，从而影响区块动态分析和对开发形势的判断，使区块综合治理没有可靠的数据依据，最终采取增产措施時存在一定的盲目性。采用分队计量后，根据液量、油量的变化趋势，对油田开发过程中含水、液量、油量的变化进行定性的分析，掌握油田开发生产形势。

1.2 准确判断各采油队的生产动态变化趋势

目前各采油队液量混输，如遇全厂产量波动， 各队开展计量调查、动态分析、开发指标分析时，最关键的产量指标不明确，影响了分析结果的可靠性。不能快速准确的判断原因，给正常生产管理带来很大困难。采用分队计量后通过瞬时流量和累计流量变化，可及时掌握各采油队（区块）的生产动态变化趋势。

1.3 为油田的管理考核提供科学依据，充分发挥基层的积极性

采用分队计量准确的考核采油队产量完成情况，建立和完善针对产量完成情况的激励机制，为油田的管理考核提供科学依据。同时便于针对采油队产量完成情况兑现奖罚制度，提高员工上产积极性。

2 计量现状简介

由于油井产出液主要由油、气、水三部分组成，目前尚没有简便可行的方法实现油、气、水混合液精确计量，现在采用的方法有：

2.1 计量间两项分离计量

对单井产出液用分离器进行气、液两相分离，然后气液分别计量，用一段时间的产液量换算为全天产液量，加人工化验含水值计算单井产液、产油量。

2.2 旋流分离多项计量装置

旋流分离多项计量装置主要是采用气液旋流分离技术把气液分离，分别计量，具有安装简单、占地面积小等特点，可安装于计量间实现单井计量或安装于接转站用于分队计量。配备旋转式计量分配阀组可实现全自动计量。

3 分队计量

基于气液分离或油、气、水分离后的计量，气路采用气体流量计，水路一般采用电磁流量计，油路：（1）可采用容积流量计加在线含水分析仪组合；（2）质量流量计；本例中采用质量流量计。

测量原理：质量流量计可直接测量出流动液体的质量、密度、温度，由此可计算出累加质量、体积流量、体积累加量等相关参数，结合油、水密度可计算出油、水质量、体积。

质量流量计可直接测量流体的质量流量、密度、温度等相关参数，广泛应用于石油化工、污水处理、石油贸易交接等场合。在含水原油测量中，根据实测原油密度与已知的污水、纯油密度可计算出原油含水、纯油量、污水量等相关参数，因而近年来在原油计量中得到了广泛的应用。

计算条件：由于油水是两种互不相容的液体，假设混合后体积为混合前体积之和，即Vh=Vs+Vy ………… （1）

Vh为混合液体积，Vy 为含油体积，Vs为含水的体积，混合液质量等于油质量加水质量，即：ρhVh=ρsVs+ρyVy…………（2）

ρh为混合液密度，即质量流量计测量密度，ρs为水密度，ρy为纯油密度，

由（1）（2）推导出： Vs/Vh=（ρh-ρy ） /（ρs-ρy ）

由此可计算出混合液体积含水（ρh-ρy ） /（ρs-ρy ）

质量含水MS/Mh=（ρh-ρy）ρs/（ρs-ρy） ρh…………（3）

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

MS水质量，My油质量，Mh混合质量，由以上各式可方便的计算出污水量、油量。

各站工控机采集的数据根据需要传送到中心服务器数据库，中心服务器做网面发布应用，数据的集中应用在中心服务器实现。工控机应用软件采用组态软件便于修改维护、采集、计算数据存入本地数据库。核心问题：质量流量计是该系统的核心计量仪表，在满足其使用条件的前提下，具有精度高，稳定性好，直接测量质量、密度等优点。为保证质量流量计工况合理，必须控制好分离器的工作压力、油、水腔液位，保证油路不含游离气，如此能获得真实满意的测量结果，为应用系统提供真实可靠的数据。

4 应用效果

分队计量的实施，使油藏区对采油队产量可实时掌握动态，这就对采油队取全取准资料、及时掌握单井变化、精细化管理提出了更高的要求。各队根据进站液量、油量的变化进行对比分析，监控单井的生产动态、单井和计量站管线的运行状态，出现异常情况，判断方向、区域，及时发现问题，采取措施，大大地提高时率，减少产量损失。 为应对复杂的油区环境提供了有效的监控手段。通过监控分析分队计量数据、比对站与站之间液量差，可以迅速判断系统内是否发生泄漏，及时查找泄漏点，避免产量损失。

为生产经营考核提供了准确依据，改变了以往只能考核到矿，无法精确考核到队的现象，促进了基层生产积极性的发挥。分队计量系统使各队产液量、产油量数据准确，便于落实责任，严格考核，变压力为动力，生产积极性得到发挥，各队都千方百计加强管理、提高时率、堵塞漏洞、减少流失，输差大幅下降。

促进了集输系统精细化管理。分队计量系统要求平稳输油，要求集输站监控分析数据变化，及时提供预警信息，实行联动监控，改变了以往集输泵站的生产操作模式。各站对分离器、罐液位、泵排量的控制操作更加细化、精确。实现了由粗放管理、操作到精细管理、细致操作的转变。

参考文献

[1]毛宝瑚，等.油气田自动化[M].石油大学出版社，2011.

作者简介：卢书田（1978-），男，本科学历，工程师，主要从事石油信息管理工作。