自動化集輸技術在采油平臺的應用

郭立娜

摘要：自動化集輸技術在采油平臺的應用能利用現有設備完成的技術改造，應用本技術后，可以在采油平臺上實現自動摻液、自動計量、集中加熱、油氣混輸，不僅提高了液量的計量精度，而且自動化程度高，可以完全取代傳統的采油站與轉油站模式。先后在J611、J607等區塊先后不同程度的推廣應用了這幾項技術，取得了很好的效果，目前在全油田累計應用該技術320余套。

關鍵字：自動化集輸；采油平臺；計量；加熱

前言

遼河油田經過多年開發，絕大部分稠油區塊已經進入中后期開發階段，集輸能力過剩的問題更顯得尤為突出。目前稠油開采的集輸工藝存在如下問題：

（1）管網工藝復雜繁瑣，浪費大量管網與油氣分離等設備，初投資與維護費用高。

（2）玻璃管式分離器量油，計量精度低。

（3）計量油井產量的同時，好需要調節每口油井的摻液量，浪費人力資源。

（4）集油半徑太大，井口回壓較高。

（5）管線眾多，加熱爐數量多，外輸液溫度控制方法復雜，熱損失大，能源浪費嚴重。

針對初投資大資源浪費嚴重問題，僅以遼河油田JZ采油廠Q12塊為例，該塊1991年9月投產，相繼建設投產計轉站9座，各類油井298口，最大日集輸能力為8000m3，1993年10月產量達到高峰期，日產液4080m3，至2000年，僅10年產液量下降到1230m3，日產油170t。而目前開井80口，日產液只有1500m3，日產油只有160t。9座計轉站先后轉為夫妻承包站或集體承包站，目前開井數只占總井數的26.8%，大量集輸設施閑置。

1自動化集輸技術介紹

該技術實現計轉站的自動計量、自動摻液、平臺外輸、集中加熱等系列功能。既能滿足稠油區塊高峰期生產要求，又可以避免開發中后期集輸能力嚴重過剩的問題。該項目現場應用達325套，節省了大量初投成本，有效的提高了自動化管理水平。體現在：1）兩次加熱變為一次加熱；2）兩組管帶變為兩條管線。

1.1平臺自動計量技術

要在平臺上實現計轉站的功能，平臺計量是一項關鍵技術，實現平臺計量可以將計量間放置到平臺上，但是為了實現無人職守狀態下的連續自動計量，則需要解決一下三項基本技術：

1）自動計量技術研究；

根據需要設計并研制了翻斗式稱重自動計量裝置，實現了自動計量要求并提高了計量精度（如右圖）。

該技術采用新的補償計算方法，消除稠油殘留造成的誤差，其優點是：計量精度高、占地面積小、實現三相計量和實現自動計量。

2）倒流程工藝研究

合作開發出DT-7型多通分配閥，又稱選井閥。多通分配器共有11路進口，采用12位BCD碼控制。當油井計量時，導入管按指令連接單井入口，當停止計量時，可以將導入管鎖定在計量出口位置。

3）協調控制技術研究。

該技術利用一臺PLC替代各自原有的控制系統，更加快捷地傳遞數據，并且利用計算機在多通分配器與油井計量器之間建立通訊與整體控制系統，同時設計了控制軟件系統（如下圖））。

1.2平臺自動摻液技術

在平臺計量視線了以后，很容易將油井摻液也從計轉站轉移到采油平臺，因此，計量間的全部功能前移到了平臺。如果要實現平臺摻液，只需要單獨一個閥組間就可以了，但為了實現自動摻液，則需采用以下幾項技術：

1）摻液量的計量技術；

2）微流量的控制技術；

3）流量信號的反饋與協調控制技術。

具體工作：

①將摻液干線直接鋪設到采油平臺，在經過集中加熱以后進入平臺摻液間。

②利用具有通訊功能的電子調節閥配合計算機，替代原來的手動摻液調節閥。

③選擇具有遠傳功能的電子流量計發送反饋的流量信號。

④在單片機或者計算機的控制下依據設定的摻液量，通過流量計反饋的流量信號，自動調整瞬時摻液量，以滿足生產需要。

平臺自動摻液的技術改造又為集中加熱打下了基礎。

1.4平臺集中加熱技術

在平臺上實現了自動計量與摻液以后，2條管線替代了2組管帶，因此采用1臺大功率加熱爐替代了所有的井口加熱爐，為此，設計并研制了型號為ZKJ用于采油、集輸的新型負壓式真空加熱爐。ZKJ加熱爐具有體積小、熱效率高、易于維護等優點，熱效率達到了85%以上。

原有的井口加熱爐功率為33.6×104J，按一個平臺9口油井計算，總加熱功率約294×104J，而目前在平臺使用的集中加熱爐功率只有168×104J，日用氣不到300m3。節氣效果非常明顯。

2現場應用

該技術是利用現有設備完成的技術改造，應用本技術后，可以在采油平臺上實現自動摻液、自動計量、集中加熱、油氣混輸，不僅提高了液量的計量精度，而且自動化程度高，可以完全取代傳統的采油站與轉油站模式。

近幾年，隨著這四項功能的先后實現，先后在J611、J607等區塊先后不同程度的推廣應用了這幾項技術，取得了很好的效果，目前在全油田累計應用該技術320余套。

J611塊共有油井15口，日產液400 m3，日產油100t。該區塊屬于新投的邊遠稠油區塊，距離集輸干線較遠，既不適合建立轉油站也不適合拉油生產，因此應用了稠油地面集輸新工藝，既節省了投資，又完全可以滿足生產需要。

J607區塊29#平臺共有油井 9口，日產液240m3，如果正常管輸進站距離為500m。目前在該平臺上實現了油氣混輸、自動計量、自動摻液與集中加熱，油井正常生產，系統運行平穩。

3結論

（1）開發設計出適用于稠油生產的地面集輸系統，大大降低了投資建設成本。

（2）設計并研制了翻斗式稱重自動計量裝置，實現了油井的連續自動計量，是石油行業地面計量與集輸模式的一次技術革命。

（3）充分利用現有設備對采油平臺進行技術改造，實現采油集輸過程的自動化管理，為數字化油田建設奠定了基礎。

（4）現場已累計安裝320余井次，系統運行平穩，效益顯著，整體技術處于國際領先水平，具有廣闊的應用前景。

（作者單位：遼河油田錦州采油廠工藝研究所）