计量站油井自动控制计量应用及效益

●成兴建

计量站油井自动控制计量应用及效益

●成兴建

新港公司九1—九5稠油合作区块随着每年的产能开发建设，油井和计量站数量不断增多，油田生产与操作人员需求间的矛盾日益突出。目前有油井近4000口，计量站200多座，油井计量仍然是传统的玻璃管量油模式。计量站计量工作量和劳动强度比较大。为了缓解人员资源紧张的局面，在老区结合现有设备设施进行油井自动计量及数据的远传上报。

计量站 油井 自动计量 劳动强度

一、现状

新港公司目前有计量站200多座，每天计量的油井在800口左右，在油田生产的黄金时间，每天安排的碰泵、调参井，也有转抽、检泵等措施井，依据资料录取的需要，连续加密计量。在九1—九5稠油区块都是传统的油井计量工艺，使用计量分离器，人工玻璃管量油，根据计量时间、玻璃管液面高度，换算成该井当天的日产液量。

计量站计量工每天的工作任务是油井产量的计量及井口资料的录取，以及计量站各类资料、报表等的填写上报，加之受计量设备数量的限制，只能一口一口井进行计量，花费时间比较长，劳动强度比较大。

二、油井自动计量试验方案

在老区开始结合自己的实际情况，选择对工艺流程进行改造，应用多通阀和现有的分离器，建立自动控制系统，实现油井自动计量，无人职守，上位监控。

1.油井自动计量试验方案原则。（1）老区计量站要充分利用已有的设备设施，结合多通阀集输工艺技术，进行工艺改造；（2）本着降低计量工的劳动强度和工作量，实现完全的自动计量，辅助人工干预；（3）人工和自动计量误差控制在±0.5t/d；（4）具有上位在线监控及声音报警功能。

2.油井自动计量试验的各项要求。（1）工艺改造。拆除原计量间的集输、计量及进罐工艺管汇，保留计量间单井生产闸门及前端高压管线，保留末端的进罐管线、密闭管线，安装电动多通阀，实现原有的油气集输功能。（2）油井自动计量选用设备设施要求。一是利用已有的分离器和输油泵作为体积计量的主要设备；二是液位标高使用具有液位标高信号上传的磁翻柱式液位计；三是计量站具有触摸屏和以PLC为主的显示和控制设施。（3）油井自动计量技术要求。一是自动计量系统具有自动计量和人工计量的功能，以及自动切换功能；二是以分离器液位标高为主要控制单元，时间为辅助控制单元；三是多通阀流程切换到单井计量系统，要求延迟3分钟开始计量；四是计量中以30分钟或30公分为单井计量控制参数；五是分离器液位计标高90公分和95公分为最高液位控制、启泵液位和报警液位；六是自动控制系统界面具有单井产液量查询及数据远传功能，上位监控；七是上位机具有工艺流程在线监控和数据查询功能；

三、油井自动计量的开展

自2009年先期在417计量站开展，得到作业区的认可，目前已大规模推广应用。

1.工艺流程的改造。拆除计量间的集输、计量及密闭输送管线，安装电动多通阀，实现原有的计量站工艺功能。

2.多通阀的选用。根据稠油生产的特点和计量站工艺流程、设计井式、油井来液温高、汽大等特性，经调研选用金牛公司生产的陶瓷密封生产的MCPC12-PN2. 5DN50/DN150型(分为12井式、16井式、18井式)多通阀集输系统，能够满足生产需要。

3.计量站油井计量控制系统。

（1）磁翻柱式液位计。分离器使用计量站现有的设备，更换已有的液位计为性能可靠的磁翻柱带变送远传的液位计。根据浮力原理，浮子在测量管内随液位的升降而上下移动，浮子内的永久磁钢通过磁耦合作用，驱动红、白色翻柱翻转180°，实现液位的指示。在磁性浮子液位计上安装变送器，它通过磁浮子上下移动，经磁耦合作用使导管内测量元件依次动作，获得电阻信号变化，转换成4～20mA的标准电流信号输出，与PLC联接，实现远传显示及控制。

（2）自动计量控制系统。RTU（远程终端单元）它主要包括控制器、I/O模块、通信模块和应用软件组成。

（3）标高、时间换算产量。Q——日产液量，t；H——计量标高，cm；t——计量时间，分钟。

（4）上位触摸屏控制系统具有的功能。登录界面系统、油井计量标高及时间的设置、报警界面、数据查询、帮助画面。

4.上位监控中心。监控站区无人时，计量工艺流程、打油泵及分离器的工作状况，并且具有根据油藏地质油井月度计量运行大表，每天自动按时开展油井计量。

四、计量数据的对比及误差分析

完成了工艺改造及设备安装调试后，进行了计量取值分析，将自动计量值与原人工计量数据进行了比较分析：

1.两座计量站单井自动计量取得的数据比人工计量都偏高，最高达到近14t/d，误差62%。

2.误差最高达到近62%，说明单井产量高，误差大，单井产量低，误差低。

经分析造成数据出现偏差的原因为：（1）多通阀装置在流程切换过程中，其它经来液进入计量系统；（2）计量流程切换到位后，没有等到玻璃管液面平稳，系统涉及没有按照方案要求进行3分钟延时，导致单井计量偏高误差；（3）由于油井不同时间段来液量大小存在差异，自动计量和人工计量选取时间段不同；（4）液位计误差为1cm-2cm，人工计时及读取标高存在的人为因素。

根据以上原因分析，对系统进行计量延时，油井以30分钟（液位不超过60公分）计量，同时，在自动计量开始后，辅以人工计量，计量值误差＜0.5t/d,达到方案设计要求。

五、几种计量方法的比较

目前单井计量大多计量站采用分离器计量，近几年逐步出现称重翻斗式自动计量及示功图油井产液量计量法。

1.老区管汇分离器玻璃管计量，人工切换流程进行油井计量，操作工劳动强度大，投资较大。

2.称重翻斗式自动计量。称重翻斗式自动计量装置结构简单，具有一定计量精度，设备投资较大，不能应用普通的计量罐，经常出现漏量或倒不干净的情况。

老区管汇分离器计量、称重翻斗式计量及目前试验的自动计量在油井计量中，都存在一定的误差，主要是油井来液的不均，油井计量值都是相对的，计量数据仅为油井分析提供参考依据。

六、效果分析在九1—九5稠油合作区块，计量站都是传统的计量工艺系统和玻璃管量油，加之，油井来液的不均性及计量人为因素，日常误差是存在的。

1.简化工艺流程。使用多通阀油井集输工艺技术，简化了工艺流程，将进罐、密闭生产和计量工艺结合于多通阀一体，减少了计量中不断开关闸阀的工序。

2.以自动控制代替人工计量，降低劳动强度。省略了人工频繁切换闸阀，取液位、时间值人工换算单井计量值，缩短了计量时间4个多小时，降低了劳动强度。

3.投资低，见效快。一座计量站总投资不超过20万元，省去相关的管汇、闸阀安装近30万元。

七、结论

经过现场工艺流程的改造，自动计量控制系统和上位监控系统的应用，可以得出以下几方面的结论。

1.在老区稠油计量站应用该自动计量系统，满足了油井计量和地质安排的计划，缓解现场人员紧张的局面。

2.由于实现了完全的自动计量，计量工较高的劳动强度和长时间计量得到彻底的改观。

3.在产能开发中，大部分计量站都是露天管汇站，无人职守，采用这种自动计量模式，可以降低建站成本和设备设施成本。

目前每年10座计量站产能建设及在老区每年改造15座计量站中，新港公司采用的自动计量技术，实现了投资减少，劳动强度降低，年降本增效百万元的收益。

（作者单位:中石化中原油建克拉玛依工程处 新疆克拉玛 834000）

（责编：若佳）

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