油田原油輸送中計量技術改進與應用

馬云龍

摘 要：輸油首站根據生產及銷售實際，生產運行方式基本是邊進邊出的運行方式。由于油田開發重點及采油形式的變化，原油的輸送工藝會發生改變，初始設計難以達到原油輸送中計量的功能要求。本文以油田輸油首站反輸原油的在線計量為例，提出了解決輸油工藝改變后帶來的輸送原油不能計量的問題的措施，期以為油田集輸系統生產運輸計量提供依據。

關鍵詞：油田開發；輸送工藝；在線計量；摻稀；輸差控制

某油田有負責勘查、開采區塊探明地質儲量10億噸油當量。由于油田開發重點及采油形式的變化，中質原油需與自采及輸油首站重質原油混配摻稀注采，從而輸油首站的聯絡管線輸送工藝改為反輸，反輸原油一部分摻稀，一部分輸到末站。初始設計設置在輸油首站計量聯絡管線原油的流量計公稱壓力及量程達不到反輸計量的要求，導致管線輸送中原油無法計量，給管線精確加注脫硫劑比例、油頭切換、輸差控制等工作帶來困難。

1 輸油首站工藝改變后帶來的計量問題

某首站有9臺額定排量135m3/h 雙螺桿泵，其中4 臺具有向采油廠反輸的功能，2 柱塞泵用來給原油添加脫硫劑；4座2 ×104 m3、2 座3×104m3有合格大罐容積表的儲油罐，6 座儲油罐均有安裝規范、校驗合格的雷達液位計；3臺計量輸油首站-末站刮板流量計（公稱壓力6.4mPa、量程400m3/h），兩臺計量采油廠來油流量計（量程400m3/h），一臺計量采油廠-輸油首站的流量計（量程200m3/h）。

輸油首站根據生產及銷售實際，生產運行方式基本是邊進邊出的運行方式，即：一座儲油罐一邊接收采油廠的原油，一邊分兩路外輸；輸油首站-末站輸送的原油可以通過外輸流量計計量，反輸采油廠原油一般出站壓力約3mPa、輸量約300m3/h， 反輸流量計（公稱壓力1.6mPa、量程200m3/h）從公稱壓力及流量上均不能滿足計量的要求。輸油首站輸送到采油一廠的原油，根據采油廠摻稀需要量及輪臺末站需要量不斷切換流程，根據需不需要脫硫原油而不斷切換油頭，且根據流量變化不斷的調節脫硫劑加注量，保證原油硫化氫的含量控制在10-6 以內，因此給采油廠-輸油首站的聯絡管線反輸原油的計量提出高精度要求。

2 確定輸油首站反輸計量的方式

2.1 容積泵計量

輸油首站具有反輸功能的4 臺輸油泵是雙螺桿泵，屬于容積泵，有一定的計量作用，根據輸油泵的額定排量，可以計算出反輸采油一廠的排量。為實現反輸原油的精確計量，驗證雙螺桿泵的計量性能，對4 臺雙螺桿泵單泵及不同的泵組進行計量準確度試驗。

實驗方式是4 臺雙螺桿泵單臺或泵組在運行一段時間內的輸量和采油廠儲油罐接收的原油量（采用靜態計量）作對比。分析試驗數據得出：1）每臺雙螺桿泵由于自身的屬性，其排量不同，且誤差在-12.5% ～10.4%之間，較大。2）輸油泵泵組的排量和泵組的各單臺泵的實測排量之和也不相同，誤差可達14.7%，且不同的泵組誤差也不同。

在實際生產中泵組的組合是不確定的，根據生產的需要輸油泵在調頻狀態下運行，由此可以說明根據雙螺桿泵的排量來計算聯絡管線的數量誤差較大，所以使用雙螺桿泵排量作為計量聯絡管線輸送原油是不可行的。

2.2 選擇準確的計量方式

由于原油銷售渠道暢通，輸油首站運行一般采用一座儲油罐一邊接收采油廠原油，一邊正輸末站及反輸采油廠，其中采油廠來油及正輸末站原油有流量計計量，合理利用現有設備，用來油加上儲油罐液位的變化量再減去正輸末站的輸量將得出反輸采油廠的油量。將可以清晰的計算出聯絡管線的輸量。

2.2.1 使用雷達液位計計量誤差對比

1）儲油罐雷達液位計的標稱精度是其測空高的精確度。液位的精確度受其安裝校正、測量方法及油罐參照高度的隨機變化、溫度測量誤差的影響而存在不確定性，就液位測量而言，雷達液位計與人工檢尺具有同樣的系統誤差。根據輸油首站儲油罐的實際情況，影響其測量誤差的主要是雷達液位計自帶誤差及溫度測量誤差。輸油首站的6 臺雷達液位計安裝規范，油罐參照高度固定，測量方法正確，測量范圍為0 ～50m，精度為5mm，此項測量

誤差為0.01%；不論儲油罐大小，1℃溫差使測量的靜容積產生0.07%的誤差，輸油首站的原油罐縱向溫差經驗證明一般在1℃左右，由此導致的計量誤差達到0.07%。雷達液位計測量儲油罐的誤差合計為0.08%。

2）某油田的原油計量交接采用儲油罐靜態計量，其測量油品高度誤差主要與量油尺自帶誤差及測量時的人為誤差有關。量油尺長度范圍為0.000 ～30.000m，最大允許誤差是2mm，輸油首站現用量油尺長度是20.000m，誤差是0.01%；用量油尺測量液位時，連續測量值相差不大于1mm，否則重新測量，油量計算需要測量高液位和低液位，輸油首站6 座儲油罐參照高度在（18 ±1）m，運行中最低液位不低于2.5m，則由此帶來的最大測量誤差是0.01%；此兩項帶來的誤差是0.02%。

3）由1）、2）對比，說明采用雷達液位計計量誤差比傳統的液位測量法（手工法）誤差大0.06%，但是在運行中的儲油罐不可能采用靜態液位手工法測量。在容量為700m3以上的立式金屬罐，檢定后總容量的擴展不確定度為0.1%，對于此不確定度，采用雷達液位計計量誤差比較小，是合理的。

4）使用雷達液位計參與計量反輸油量試驗，并與采油廠靜態計量收油量進行對比試驗出的三個儲油罐的計量誤差在0.7%之內，比使用雙螺桿泵計量誤差要小得多，且具有比較高的穩定性。滿足油田集輸系統生產運行精確加注脫硫劑、準確切換油頭、輸差分析等要求。

2.2.2 實現動態監控反輸原油的計量

依據中控機上的組態，顯示反輸油量，實現動態監測采油廠-輸油首站的聯絡管線反輸原油的輸油量、瞬時流量，為調度等指揮人員準確控制脫硫劑的加注比例、判斷油頭位置、分析輸差及預交油量等作為依據。

3 結束語

工藝改造從可行性研究、設計、施工、投用既需要時間也需要投資，給原油在輸送中的計量帶來困難。針對這一問題，本文提出可以利用輸油首站現有設備設施，通過雷達液位計計量誤差，并對反輸原油的計量進行動態監控等方式來解決。本文發現采用采油廠-輸油首站的聯絡管線輸送原油，不僅能提高外輸原油的油品質量管控，還能輔以判斷油頭位置、輸差分析。

參考文獻：

[1] 吳進超. 油田原油輸送中的計量淺析[J]. 計量技術， 2014（10）.

[2] 王鈺涵. 淺談油田計量系統[J]. 中國石油和化工標準與質量， 2016， 36（16）.