計量站油井自動控制計量應(yīng)用及效益

●成興建

計量站油井自動控制計量應(yīng)用及效益

●成興建

新港公司九1—九5稠油合作區(qū)塊隨著每年的產(chǎn)能開發(fā)建設(shè)，油井和計量站數(shù)量不斷增多，油田生產(chǎn)與操作人員需求間的矛盾日益突出。目前有油井近4000口，計量站200多座，油井計量仍然是傳統(tǒng)的玻璃管量油模式。計量站計量工作量和勞動強(qiáng)度比較大。為了緩解人員資源緊張的局面，在老區(qū)結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備設(shè)施進(jìn)行油井自動計量及數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)傳上報。

計量站 油井 自動計量 勞動強(qiáng)度

一、現(xiàn)狀

新港公司目前有計量站200多座，每天計量的油井在800口左右，在油田生產(chǎn)的黃金時間，每天安排的碰泵、調(diào)參井，也有轉(zhuǎn)抽、檢泵等措施井，依據(jù)資料錄取的需要，連續(xù)加密計量。在九1—九5稠油區(qū)塊都是傳統(tǒng)的油井計量工藝，使用計量分離器，人工玻璃管量油，根據(jù)計量時間、玻璃管液面高度，換算成該井當(dāng)天的日產(chǎn)液量。

計量站計量工每天的工作任務(wù)是油井產(chǎn)量的計量及井口資料的錄取，以及計量站各類資料、報表等的填寫上報，加之受計量設(shè)備數(shù)量的限制，只能一口一口井進(jìn)行計量，花費(fèi)時間比較長，勞動強(qiáng)度比較大。

二、油井自動計量試驗(yàn)方案

在老區(qū)開始結(jié)合自己的實(shí)際情況，選擇對工藝流程進(jìn)行改造，應(yīng)用多通閥和現(xiàn)有的分離器，建立自動控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)油井自動計量，無人職守，上位監(jiān)控。

1.油井自動計量試驗(yàn)方案原則。（1）老區(qū)計量站要充分利用已有的設(shè)備設(shè)施，結(jié)合多通閥集輸工藝技術(shù)，進(jìn)行工藝改造；（2）本著降低計量工的勞動強(qiáng)度和工作量，實(shí)現(xiàn)完全的自動計量，輔助人工干預(yù)；（3）人工和自動計量誤差控制在±0.5t/d；（4）具有上位在線監(jiān)控及聲音報警功能。

2.油井自動計量試驗(yàn)的各項(xiàng)要求。（1）工藝改造。拆除原計量間的集輸、計量及進(jìn)罐工藝管匯，保留計量間單井生產(chǎn)閘門及前端高壓管線，保留末端的進(jìn)罐管線、密閉管線，安裝電動多通閥，實(shí)現(xiàn)原有的油氣集輸功能。（2）油井自動計量選用設(shè)備設(shè)施要求。一是利用已有的分離器和輸油泵作為體積計量的主要設(shè)備；二是液位標(biāo)高使用具有液位標(biāo)高信號上傳的磁翻柱式液位計；三是計量站具有觸摸屏和以PLC為主的顯示和控制設(shè)施。（3）油井自動計量技術(shù)要求。一是自動計量系統(tǒng)具有自動計量和人工計量的功能，以及自動切換功能；二是以分離器液位標(biāo)高為主要控制單元，時間為輔助控制單元；三是多通閥流程切換到單井計量系統(tǒng)，要求延遲3分鐘開始計量；四是計量中以30分鐘或30公分為單井計量控制參數(shù)；五是分離器液位計標(biāo)高90公分和95公分為最高液位控制、啟泵液位和報警液位；六是自動控制系統(tǒng)界面具有單井產(chǎn)液量查詢及數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能，上位監(jiān)控；七是上位機(jī)具有工藝流程在線監(jiān)控和數(shù)據(jù)查詢功能；

三、油井自動計量的開展

自2009年先期在417計量站開展，得到作業(yè)區(qū)的認(rèn)可，目前已大規(guī)模推廣應(yīng)用。

1.工藝流程的改造。拆除計量間的集輸、計量及密閉輸送管線，安裝電動多通閥，實(shí)現(xiàn)原有的計量站工藝功能。

2.多通閥的選用。根據(jù)稠油生產(chǎn)的特點(diǎn)和計量站工藝流程、設(shè)計井式、油井來液溫高、汽大等特性，經(jīng)調(diào)研選用金牛公司生產(chǎn)的陶瓷密封生產(chǎn)的MCPC12-PN2. 5DN50/DN150型(分為12井式、16井式、18井式)多通閥集輸系統(tǒng)，能夠滿足生產(chǎn)需要。

3.計量站油井計量控制系統(tǒng)。

（1）磁翻柱式液位計。分離器使用計量站現(xiàn)有的設(shè)備，更換已有的液位計為性能可靠的磁翻柱帶變送遠(yuǎn)傳的液位計。根據(jù)浮力原理，浮子在測量管內(nèi)隨液位的升降而上下移動，浮子內(nèi)的永久磁鋼通過磁耦合作用，驅(qū)動紅、白色翻柱翻轉(zhuǎn)180°，實(shí)現(xiàn)液位的指示。在磁性浮子液位計上安裝變送器，它通過磁浮子上下移動，經(jīng)磁耦合作用使導(dǎo)管內(nèi)測量元件依次動作，獲得電阻信號變化，轉(zhuǎn)換成4～20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流信號輸出，與PLC聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳顯示及控制。

（2）自動計量控制系統(tǒng)。RTU（遠(yuǎn)程終端單元）它主要包括控制器、I/O模塊、通信模塊和應(yīng)用軟件組成。

（3）標(biāo)高、時間換算產(chǎn)量。Q——日產(chǎn)液量，t；H——計量標(biāo)高，cm；t——計量時間，分鐘。

（4）上位觸摸屏控制系統(tǒng)具有的功能。登錄界面系統(tǒng)、油井計量標(biāo)高及時間的設(shè)置、報警界面、數(shù)據(jù)查詢、幫助畫面。

4.上位監(jiān)控中心。監(jiān)控站區(qū)無人時，計量工藝流程、打油泵及分離器的工作狀況，并且具有根據(jù)油藏地質(zhì)油井月度計量運(yùn)行大表，每天自動按時開展油井計量。

四、計量數(shù)據(jù)的對比及誤差分析

完成了工藝改造及設(shè)備安裝調(diào)試后，進(jìn)行了計量取值分析，將自動計量值與原人工計量數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較分析：

1.兩座計量站單井自動計量取得的數(shù)據(jù)比人工計量都偏高，最高達(dá)到近14t/d，誤差62%。

2.誤差最高達(dá)到近62%，說明單井產(chǎn)量高，誤差大，單井產(chǎn)量低，誤差低。

經(jīng)分析造成數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差的原因?yàn)椋海?）多通閥裝置在流程切換過程中，其它經(jīng)來液進(jìn)入計量系統(tǒng)；（2）計量流程切換到位后，沒有等到玻璃管液面平穩(wěn)，系統(tǒng)涉及沒有按照方案要求進(jìn)行3分鐘延時，導(dǎo)致單井計量偏高誤差；（3）由于油井不同時間段來液量大小存在差異，自動計量和人工計量選取時間段不同；（4）液位計誤差為1cm-2cm，人工計時及讀取標(biāo)高存在的人為因素。

根據(jù)以上原因分析，對系統(tǒng)進(jìn)行計量延時，油井以30分鐘（液位不超過60公分）計量，同時，在自動計量開始后，輔以人工計量，計量值誤差＜0.5t/d,達(dá)到方案設(shè)計要求。

五、幾種計量方法的比較

目前單井計量大多計量站采用分離器計量，近幾年逐步出現(xiàn)稱重翻斗式自動計量及示功圖油井產(chǎn)液量計量法。

1.老區(qū)管匯分離器玻璃管計量，人工切換流程進(jìn)行油井計量，操作工勞動強(qiáng)度大，投資較大。

2.稱重翻斗式自動計量。稱重翻斗式自動計量裝置結(jié)構(gòu)簡單，具有一定計量精度，設(shè)備投資較大，不能應(yīng)用普通的計量罐，經(jīng)常出現(xiàn)漏量或倒不干凈的情況。

老區(qū)管匯分離器計量、稱重翻斗式計量及目前試驗(yàn)的自動計量在油井計量中，都存在一定的誤差，主要是油井來液的不均，油井計量值都是相對的，計量數(shù)據(jù)僅為油井分析提供參考依據(jù)。

六、效果分析在九1—九5稠油合作區(qū)塊，計量站都是傳統(tǒng)的計量工藝系統(tǒng)和玻璃管量油，加之，油井來液的不均性及計量人為因素，日常誤差是存在的。

1.簡化工藝流程。使用多通閥油井集輸工藝技術(shù)，簡化了工藝流程，將進(jìn)罐、密閉生產(chǎn)和計量工藝結(jié)合于多通閥一體，減少了計量中不斷開關(guān)閘閥的工序。

2.以自動控制代替人工計量，降低勞動強(qiáng)度。省略了人工頻繁切換閘閥，取液位、時間值人工換算單井計量值，縮短了計量時間4個多小時，降低了勞動強(qiáng)度。

3.投資低，見效快。一座計量站總投資不超過20萬元，省去相關(guān)的管匯、閘閥安裝近30萬元。

七、結(jié)論

經(jīng)過現(xiàn)場工藝流程的改造，自動計量控制系統(tǒng)和上位監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，可以得出以下幾方面的結(jié)論。

1.在老區(qū)稠油計量站應(yīng)用該自動計量系統(tǒng)，滿足了油井計量和地質(zhì)安排的計劃，緩解現(xiàn)場人員緊張的局面。

2.由于實(shí)現(xiàn)了完全的自動計量，計量工較高的勞動強(qiáng)度和長時間計量得到徹底的改觀。

3.在產(chǎn)能開發(fā)中，大部分計量站都是露天管匯站，無人職守，采用這種自動計量模式，可以降低建站成本和設(shè)備設(shè)施成本。

目前每年10座計量站產(chǎn)能建設(shè)及在老區(qū)每年改造15座計量站中，新港公司采用的自動計量技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了投資減少，勞動強(qiáng)度降低，年降本增效百萬元的收益。

（作者單位:中石化中原油建克拉瑪依工程處 新疆克拉瑪 834000）

（責(zé)編：若佳）

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