梁金強(qiáng)，黃 強(qiáng)，賴德貴，杜元?jiǎng)伲?力

中國(guó)石油工程設(shè)計(jì)有限公司新疆石油勘察設(shè)計(jì)研究院，新疆克拉瑪依 834000

自平衡雙罐稠油計(jì)量裝置在稠油火驅(qū)開發(fā)中的應(yīng)用

梁金強(qiáng)，黃 強(qiáng)，賴德貴，杜元?jiǎng)?，?力

中國(guó)石油工程設(shè)計(jì)有限公司新疆石油勘察設(shè)計(jì)研究院，新疆克拉瑪依 834000

研發(fā)的自平衡雙罐稠油計(jì)量裝置應(yīng)用于新疆紅淺油田，能夠?qū)崿F(xiàn)稠油的準(zhǔn)確計(jì)量且計(jì)量與排油同步進(jìn)行，計(jì)量誤差小、連續(xù)性好、排油效果好、設(shè)備造價(jià)低、計(jì)量精度高、適應(yīng)性強(qiáng)、便于運(yùn)輸及安裝。

稠油；火驅(qū)；計(jì)量；自平衡；雙罐

0 引言

我國(guó)稠油資源分布廣、儲(chǔ)量豐富，陸上稠油、瀝青資源約占石油總資源量的 20% 以上，目前已經(jīng)在 12 個(gè)盆地發(fā)現(xiàn)了 70 多個(gè)稠油油田。但是稠油具有黏度高、密度大、泡沫油含量大、流動(dòng)性差、攜砂量大、油水密度差小、油水乳化嚴(yán)重等特點(diǎn)，油水難于分離[1]，以上特點(diǎn)也決定了稠油計(jì)量存在很多困難，研發(fā)能夠準(zhǔn)確計(jì)量稠油的裝置十分必要。

目前，稠油單井計(jì)量采用的計(jì)量設(shè)備主要有立式計(jì)量分離器和稱重式稠油計(jì)量器。立式計(jì)量分離器是較早使用的計(jì)量設(shè)備，也是應(yīng)用比較普遍的計(jì)量設(shè)備，該計(jì)量設(shè)備存在以下問(wèn)題：不能連續(xù)計(jì)量，采用將含水原油液位高度轉(zhuǎn)化為水柱高度的方法存在一定的誤差；對(duì)于起泡原油及含砂、含飽和蒸汽的原油計(jì)量誤差太大（通常為 20%～50%）；自動(dòng)化程度低，人工計(jì)量勞動(dòng)強(qiáng)度大；不能解決分離器自動(dòng)排砂和排液等問(wèn)題。近幾年來(lái)，稠油計(jì)量一般采用稱重式稠油計(jì)量器，但使用效果也不夠好，其存在以下問(wèn)題：對(duì)于起泡原油、含飽和蒸汽量較大的原油計(jì)量誤差較大（通常為 20%～40%）；黏度較大的原油排油困難，排油慢，以致影響油井正常計(jì)量。而研制的自平衡雙罐稠油計(jì)量裝置克服了上述技術(shù)之不足，能夠有效解決稱重式稠油計(jì)量器對(duì)起泡原油、含飽和蒸汽量較大原油計(jì)量誤差較大的問(wèn)題。

1 自平衡雙罐稠油計(jì)量裝置

研制的自平衡雙罐稠油計(jì)量裝置[2]主要由 2 個(gè)計(jì)量分離器、2 臺(tái)電動(dòng)三通球閥、2 臺(tái)雙法蘭液位變送器、2 臺(tái)液位開關(guān)、配電箱、PLC計(jì)量監(jiān)控儀、工藝閥門和橇座等組成?，F(xiàn)場(chǎng)儀表、PLC計(jì)量監(jiān)控儀及配電箱均為隔爆防爆型設(shè)備。PLC計(jì)量監(jiān)控儀帶有防爆顯示視窗和防爆操作鍵盤。自平衡雙罐稠油計(jì)量裝置工藝流程如圖1所示，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用如圖2所示。

圖1 自平衡雙罐稠油計(jì)量裝置工藝流程

圖2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的自平衡雙罐稠油計(jì)量裝置

1.1 工作原理

遠(yuǎn)程終端設(shè)備（RTU）檢測(cè)分離器內(nèi)液柱高度，當(dāng)液位達(dá)計(jì)量起始限（H1）時(shí)開始計(jì)時(shí)，當(dāng)液位達(dá)計(jì)量終止限（H2）時(shí)停止計(jì)時(shí)。此時(shí)，記下液位變化量及其所對(duì)應(yīng)的時(shí)間變化量，可編程控制器（PLC）根據(jù)這兩參數(shù)即可計(jì)算出單井日產(chǎn)液量。

ZV-1 進(jìn)油電動(dòng)三通球閥和 ZV-2排油電動(dòng)三通球閥在 PLC 計(jì)量監(jiān)控儀的控制下能夠?qū)崿F(xiàn)如下功能：當(dāng)計(jì)量分離器分-1計(jì)量時(shí)，計(jì)量分離器分-2處于自然排油或憋壓排油狀態(tài)（此時(shí)分-1 分離出的氣相經(jīng)過(guò)平衡管進(jìn)入分-2，繼而再進(jìn)入集油干線）；當(dāng)分-2計(jì)量時(shí)，分-1處于自然排油或憋壓排油狀態(tài)（此時(shí)分-2 分離出的氣相經(jīng)過(guò)平衡管進(jìn)入分-1，繼而再進(jìn)入集油干線）。如此循環(huán)計(jì)量。

1.2 性能特點(diǎn)

自平衡雙罐稠油計(jì)量裝置技術(shù)參數(shù)如下：

單井液量計(jì)量范圍：1 ～ 100 t/d；

壓力等級(jí)：1.60 MPa；

工作溫度：50 ～ 160 ℃；

計(jì)量精度：≤ ±10%。

自平衡雙罐稠油計(jì)量裝置具有如下特點(diǎn)：

（1）該裝置工作時(shí)，一個(gè)罐計(jì)量，另一個(gè)罐憋壓排油，計(jì)量與排油同步進(jìn)行，計(jì)量的連續(xù)性好、排油效果好。

（2）與其他稠油計(jì)量裝置相比，本裝置計(jì)量精度高、計(jì)量范圍寬、適應(yīng)性強(qiáng)。

（3）配合多通閥實(shí)現(xiàn)“多井人工排序、自動(dòng)倒井、自動(dòng)計(jì)量”。

（4）橇裝化、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，露天安置工作，便于拆卸、安裝和運(yùn)輸。

（5）適用于含砂、含蒸汽、含泡沫油、流動(dòng)性尚好的稠油或特稠油。

2 應(yīng)用效果

新疆紅淺油田區(qū)塊采用火驅(qū)開采方式，自平衡雙罐稠油計(jì)量裝置應(yīng)用于紅 003 井區(qū) 1#計(jì)量站，自投運(yùn)以來(lái)，運(yùn)行和計(jì)量均正常。該計(jì)量裝置在功能、原理、動(dòng)作過(guò)程、計(jì)量精度、人機(jī)界面、操作方法、安全措施、安裝情況等諸多方面均能滿足現(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)化計(jì)量要求。經(jīng)過(guò)與手動(dòng)測(cè)量對(duì)比，計(jì)量運(yùn)算精度可控制在 10% 以內(nèi)，監(jiān)控系統(tǒng)的計(jì)量運(yùn)算誤差可控制在 ±0.5% 以內(nèi)，滿足稠油計(jì)量誤差要求。

該計(jì)量裝置能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)量與排油同步進(jìn)行，計(jì)量精度高、連續(xù)性好、排油效果好，設(shè)備造價(jià)低、適應(yīng)性強(qiáng)、便于運(yùn)輸及安裝。

[1]李秋蓮.稠油計(jì)量方式的選擇與探討 [J].油氣田地面工程，2009，28（9）：51.

[2]宋思，賴德貴，杜元?jiǎng)伲?自平衡雙罐稠油計(jì)量裝置 [P].中國(guó)：CN 202402022 U，2012-08-29.

Application of Self-balancing Double-tank Heavy Oil Metering Device in Fire Flooding

Liang Jinqiang,Huang Qiang,Lai Degui,Du Yuansheng,Jiang Li
CPE Xinjiang Petroleum Survey and Design I nstitute Ltd.,Karamay 834000,China

Self-balancing double-tank heavy oil metering devices are used in Xinjiang Hongqian Oilfield,which can achieve the accurate measurement of heavy oil and realize simultaneous oil measurement and discharging.The metering device also has the following advantages:small measurement error,good continuity,good oil discharging effect,low equipment cost,high measuring accuracy,good adaptability and easy transportation and installation.

heavy oil;fire flooding;metering;self-balancing;double-tank

10.3969/j.issn.1001-2206.2014.01.021

梁金強(qiáng)（1983-），男，山東濟(jì)寧人，工程師，2010年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（華東），碩士，主要從事油氣田地面建設(shè)工程的設(shè)計(jì)工作。

2013-01-07