[摘 要]文章介绍了桩西采油厂接转站原油计量系统,从影响原油动态计量精度的两类仪表出发,在含水测量及流量测量方面,通过采用新工艺、完善计量流程及应用高含水原油分水技术,提高了接转站计量精度,取得了良好的效果。
[关键词]自动计量;流量;含水
原油计量主要是指混合液中油、气、水的计量,在我厂分为三级:计量站(分井)生产计量、接转站(分队)原油计量、联合站(分厂)外输原油计量。接转站原油计量作为原油计量的中间环节,主要用于生产过程的产量计算、储量控制和生产管理。我厂分队原油自动计量技术起步较早。1989年采用自主研制的BH-88计量微机系统,完成了采油厂的原油产量交接和厂内各队的产量分配,实现了按微机报表来进行正算,在采油厂产量计量中发挥了重要的作用。直到1995年前后,由于含水的不断升高,在相变区出现了较大的含水测量误差。于是通过对多种类型含水仪表的现场数据的分析对比,从1996年开始在我厂推广应用了射线型原油含水率自动监测传感器及配套的微机系统,使我厂的中、高含水原油分队产量计量继续保持了较好的应用效果。但是受当时技术限制及长时间的连续运转,故障率相对提高,出现了较大的误差,计量精度得不到有效保障,制约了生产管理水平的进一步提高。于是在2004年,根据现场使用经验,对我厂接转站原油产量计量系统再次进行了技术改造。
1 技术改进
1.1技术现状
接转站原油计量采用动态计量方式,在原油动态计量方式下,影响原油计量精度也就是:在原油动态计量工况条件下,影响用于计量原油的仪表的精度,主要是含水测量仪表与流量测量仪表。针对现场使用中出现的问题,我们从影响这两类仪表精度的因素方面对我厂计量系统进行了分析:
(1)我们原来所使用的射线型含水仪表采用的是单探测器,当被测介质中存在极少量气体时,对含水测量的误差可忽略不计;但当气体达到一定程度时,就会对含水测量带来较大的误差。
(2)温度对含水存在一定的影响。使用中发现桩89接转站对含水跟踪效果不好。主要由于该站液量低且油粘度较大,因而其外输流程中存在掺水工艺,由于来液量和掺水量的不断变化,造成温度变化较大,正常情况下输油温度在50%~70℃之间变化,变化率也较大(>2℃/min)。我们根据现场实验数据得出,含水率不变的情况下,温度每变化1℃,引起含水率的变化在±0.1%~0.6%。
(3)密度的变化会对含水测量带来较大的误差。桩52接转站就是一个例子,其站内外输原油不仅有井排来油,还包括单井拉油及大明公司交油,因而造成其外输油品物性变化较大,使用过程中对含水跟踪效果也不理想。
(4)流量测量是接转站原油计量中另一项重要的参数。改造前外输流程不尽完善,8座接转站中有3座接转站没有备用流程,当流量计发生故障时,只能走旁通,中断了接转站的连续计量系统;即使有备用流程的接转站也没有完全按照要求来进行安装,不能保证流量仪表在精度范围内运行。
1.2方案确定
我们根据现场工况要求及使用经验,采用了以下方案:含水测量采用同位素法含水测量仪表,并辅以相应的导流技术、含气修正、温度修正等改进措施;流量测量采用0.2级罗茨流量计,对流程中存在的不规范处进行改造,并利用刮板流量计进行了含砂油计量的试验;针对液量大含水高的情况,采用高含水原油分水技术,降低外输油含水,减小原油计量的相对误差。
1.3技术应用
(1)含水测量
影响原油动态计量精度的一个关键问题是原油中的水分测定,改造中含水测量采用射线型测量仪表,它是射线与物质的原子直接发生作用,与被测物质状态无关,具有良好的零点稳定性。但射线型含水仪表在实际应用过程中受许多客观因素(介质流态、温度、介质流速、介质物性等)的影响,因此该类型仪表应用的好坏与现场实际密切相关。在改造过程中,针对这些问题,在数据采集、处理方式上采取了一些有效措施,消除了现场的许多不稳定因素,提高了仪表的性能。
①应用导流技术
被测介质的流态对于含水测量精确度存在一定的影响,本次更换一次仪表中全部加入了导流器,对于解决流态、流速有较大变化的管线含水率的准确测量到了关键作用。
②采用温度修正
从测量原理上来讲,温度对原油含水率变化的影响不是十分敏感,但是温度的变化会引起原油密度的变化,所以当温度变化率较大时,对原油含水的影响就不可忽略。通过增加温度变送器,实时采集温度,进行温度修正,基本消除了温度变化对原油含水率的影响。
③采用含气修正
针对被测介质中含气的影响,采用一个与出射方向成θ角的散射探测器,与透射探测器共同组成一套探测器系统,对介质进行含水率和含气率的测量。含水测量为定量测量,含气测量为定性测量,在线修正因含气引起的含水率测量误差,提高含水的测量精度。
④双参数系统运行
主要是针对桩52接转站原油物性复杂,对含水测量影响较大而提出的。改造中针对该站的实际情况,采用双参数运行系统。由于52站大明输油采用定时输油方式,系统自动切换运行参数,基本消除了原油物性变化而引起的含水测量误差,保证了仪表的测量精度。