丁向陽，張梅娜，景志華，朱國強(qiáng)

1.中國石化江蘇油田分公司技術(shù)監(jiān)督處(江蘇揚(yáng)州225009)

2.中國石化江蘇油田分公司試采一廠(江蘇揚(yáng)州225265)

在線分產(chǎn)計量系統(tǒng)在卸油臺上的應(yīng)用

丁向陽1，張梅娜2，景志華2，朱國強(qiáng)2

1.中國石化江蘇油田分公司技術(shù)監(jiān)督處(江蘇揚(yáng)州225009)

2.中國石化江蘇油田分公司試采一廠(江蘇揚(yáng)州225265)

通過在卻油臺引進(jìn)在線分產(chǎn)計量系統(tǒng)，改變原來落后的人工計量方式，減少了人為因素帶來的誤差，降低了分產(chǎn)計量誤差。卻油期間實時動態(tài)連續(xù)測量、采集、分析、計算原油含水率，實現(xiàn)了車?yán)秃诰€測量、實時監(jiān)控及歷史數(shù)據(jù)分析，使分產(chǎn)計量誤差控制在合理范圍，為生產(chǎn)決策提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。

原油分產(chǎn);含水分析;計量誤差

對采油隊來講，油井的分產(chǎn)計量不僅關(guān)系到油井采取措施后效果的查驗，對生產(chǎn)決策部門分析油井生產(chǎn)狀況、正確制訂油藏開發(fā)方案至關(guān)重要。有一部分原油是通過槽罐車運(yùn)輸?shù)?，而現(xiàn)有卸油臺的分產(chǎn)計量手段不完善，因此，在如何降低卸油臺分產(chǎn)計量誤差方面值得探討。

江蘇油田采油一廠輸油1隊(以下簡稱輸油1隊)依托原油集輸站庫，承擔(dān)著5個油區(qū)的原油處理和外銷工作，2014年處理液量約320萬t，原油外輸量39.7萬t，占全廠年產(chǎn)量的40%以上，其中卸油臺年總卸油26 893車，平均每天73車以上，卸油量約占總處理量的50%。

1 現(xiàn)狀調(diào)查

目前，輸油1隊處理的原油主要來自5個采油隊和多種經(jīng)營公司等油區(qū)。其中，采油1隊、采油3隊、采油5隊是槽罐車運(yùn)輸和管線輸油相結(jié)合，其他單位則是槽罐車運(yùn)輸，生產(chǎn)工藝示意圖如圖1所示。

管線輸油依靠流量計進(jìn)行計量，誤差可控。卸油臺油量計量是先切除槽罐車內(nèi)游離水，剩余液量通過化驗含水率扣除含水量后計算油量。槽罐車內(nèi)液量的計量是通過地秤過磅測量，誤差相對很小。而槽罐車內(nèi)游離水的扣除全憑觀察判斷按時間扣除，計量誤差較大。取樣按三級取樣，取樣時間和取樣量依靠人工完成，隨意性強(qiáng)，計量誤差難以控制。對于高含水油井分產(chǎn)中扣除游離水和取樣化驗的問題更為突出，計量誤差也更大。

圖1 輸油1隊生產(chǎn)工藝示意圖

在這種計量方式下，每天計算出的原油產(chǎn)量數(shù)據(jù)波動很大。為保持計量數(shù)據(jù)平穩(wěn)，一般會依據(jù)各個拉油點的井口產(chǎn)量，對卸油臺的含水做些調(diào)整。所以，實際上的原油分產(chǎn)計量是在卸油臺計量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，將各井口計量數(shù)據(jù)做調(diào)整后平衡出來的結(jié)果。這樣分產(chǎn)得到的產(chǎn)量與實際產(chǎn)量之間的差異會很大。

要從根本上提高計量準(zhǔn)確性，就要改變傳統(tǒng)落后的計量方式，引進(jìn)先進(jìn)的自動化計量設(shè)備，減少人工操作帶來的影響。經(jīng)多方調(diào)研分析論證，決定引進(jìn)適合卸油臺生產(chǎn)情況的在線分產(chǎn)計量系統(tǒng)［1-2］。

2 設(shè)備引進(jìn)與操作

在線分產(chǎn)計量系統(tǒng)分監(jiān)控和計量兩部分:監(jiān)控部分是站內(nèi)原有的，設(shè)在進(jìn)站口、卸油臺等主要生產(chǎn)區(qū)域的監(jiān)控設(shè)施，方便觀察來車情況和卸油臺的卸油運(yùn)行情況;計量部分是軟件平臺，需要在卸油口安裝在線含水分析儀探頭，探頭內(nèi)的傳感器將測量的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)诫娔X上，計量操作系統(tǒng)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，在計量操作平臺上顯示實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)。計量系統(tǒng)的核心是原油在線含水分析儀［3］。

2.1 在線含水分析儀的工作原理

原油在線含水分析儀具有分辨率高、油品適應(yīng)性強(qiáng)、安裝方便、數(shù)據(jù)直觀等優(yōu)點，其工作原理為［4］:在線含水分析儀采用射頻穿透吸收和雙頻電容式原理，非接觸測量，無活動布局。混合液體(如油水混合物)流過傳感器時，傳感器分析出混合液體充當(dāng)介質(zhì)時的電容變化值，然后傳至處理器，經(jīng)過處理器科學(xué)精密的計算后，顯示在液晶屏上并傳輸至上位機(jī)。使用前要先設(shè)定原油密度、溫度等參數(shù)，并進(jìn)行含水零點和滿點設(shè)定，當(dāng)純凈液體(含水約為0的原油)完全通過傳感器時，標(biāo)定零點，在全部是水的情況下標(biāo)定滿點［5-6］。

2.2 卸油口的改造及在線含水分析儀的安裝

安裝在線含水分析儀，首先要對卸油口進(jìn)行改造，以滿足分析儀的安裝和使用條件，保證分析儀正常運(yùn)行、計量準(zhǔn)確。圖2為卸油口改造及在線含水分析儀的安裝示意圖。

圖2 卸油口改造示意圖

卸油口的改造需要考慮以下幾方面問題:

1)傳感器探頭要安裝在油流中間部分，保證計量準(zhǔn)確。

2)需加蒸汽保溫管線，冬季可以加溫，有油塊可以融化，不會堵塞中間下油口，尤其是要在探頭附近加蒸汽管線，避免有油塊粘在探頭上。

3)增加過濾板，避免原油中的雜物附著在傳感器上，影響測量的準(zhǔn)確性。

4)在線含水分析儀的安裝口要便于拆卸，方便維護(hù)保養(yǎng)。

2.3 在線分產(chǎn)計量系統(tǒng)的運(yùn)行

系統(tǒng)正常操作流程為:拉油車輛進(jìn)入站內(nèi)后，根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)控顯示確認(rèn)卸油臺上是否有空余的卸油口，查收“運(yùn)油四聯(lián)單”，告知司機(jī)到指定卸油口卸油。

在運(yùn)行操作平臺上點擊相應(yīng)的卸油口編號，再根據(jù)“運(yùn)油四聯(lián)單”填寫的拉油信息輸入到計量軟件中，依次選擇“車牌號”“司機(jī)”“隊別”“井站號”等信息。

卸油過程中，從打開卸油閥門到關(guān)閉卸油閥門，結(jié)束卸油，系統(tǒng)會自動完成計量，無需人工操作。含水分析儀的傳感器探頭一接觸到液體，會自動記錄卸油時間、實時含水率，并顯示在平臺上，當(dāng)沒有液體經(jīng)過探頭時，即為卸油結(jié)束。當(dāng)卸油完畢后，系統(tǒng)可顯示每車的切明水量、含水率、綜合含水率、開始時間、結(jié)束時間、卸油時間等信息。

系統(tǒng)自動保存所有數(shù)據(jù)，可自動生成excel格式生產(chǎn)日報表，可以打印或傳輸?shù)劫Y料室;點擊“主界面”可以查詢當(dāng)天的卸油記錄，點擊“數(shù)據(jù)查詢”，可以查詢每口井任意時間段的含水率歷史曲線，方便做生產(chǎn)分析。

整體來看，系統(tǒng)實現(xiàn)了從開始卸油至結(jié)束期間實時動態(tài)連續(xù)測量、采集、分析、計算原油的含水情況，實現(xiàn)了車?yán)秃詣釉诰€計量、實時監(jiān)控及歷史數(shù)據(jù)分析等功能。

3 效果對比

經(jīng)過一段時間的調(diào)試和試用，2013年12月9日在線含水分析儀正式投用。從每天盤庫的數(shù)據(jù)及與各個采油隊油井產(chǎn)量情況比對來看，在線含水分析儀的計量準(zhǔn)確度明顯高于以前傳統(tǒng)的化驗操作，每天的收油量和各個分塊計算的結(jié)果基本平衡，不需要做任何數(shù)據(jù)調(diào)整，分產(chǎn)的數(shù)據(jù)可靠性大大增加，分產(chǎn)比對誤差也降低，而且油井上的含水波動可以立即反應(yīng)出來，及時反饋回采油隊，有助于分析油井的生產(chǎn)情況。

表1 投用前后日收油含水計量對比表

表2 2013年10月～2014年3月采油6隊分產(chǎn)誤差統(tǒng)計表

表3 2013年10月～2014年3月采油1隊分產(chǎn)誤差統(tǒng)計表

3.1 提高計量準(zhǔn)確度

在線分產(chǎn)計量系統(tǒng)的投用，減少了人為因素帶來的誤差，提高了計量準(zhǔn)確度。進(jìn)行了以下的分產(chǎn)數(shù)據(jù)對比:

1)2013年11月1日～2014年2月15日，全隊日收油情況每15天作一次統(tǒng)計，數(shù)據(jù)見表1。從表1的數(shù)據(jù)可以看出，在線含水分析儀投用后，游離水量明顯下降，含水率也隨之降低，說明投用前人工切水在操作上存在問題。

2)2013年10月～2014年3月，采油6隊(罐車?yán)?分產(chǎn)量與井口產(chǎn)量對比，數(shù)據(jù)見表2。通過表2可以看出，在線含水分析儀投用后，分產(chǎn)與井口產(chǎn)量的誤差在5%左右，有了明顯下降。

3)2013年10月～2014年3月，采油1隊(管線和拉油相結(jié)合)分產(chǎn)量與井口產(chǎn)量對比，數(shù)據(jù)見表3。從表3數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)，采油1隊分產(chǎn)與井口產(chǎn)量誤差下降為5%左右，也有明顯降低。

3.2 減輕勞動強(qiáng)度

整個卸油過程，由卸油工檢查鉛封、接好靜電接地后，連接快速接頭，即可打開閥門卸油，卸油過程不需要人看管，只需要在終端平臺上觀察含水?dāng)?shù)據(jù)有無變動，從而判斷分析儀是否正常工作即可，大大減少了員工的工作量和勞動強(qiáng)度。

3.3 降低人工成本

計量操作過程不需要打開卸油口觀察卸油情況和取樣、化驗，減少了油氣揮發(fā)損耗，節(jié)約了化驗所要的汽油等材料消耗和電耗，取消化驗崗降低了人工成本。

4 結(jié)束語

對卸油臺原油分產(chǎn)計量系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)升級改造，投用在線分產(chǎn)計量系統(tǒng)后，原油含水測量準(zhǔn)確度提高了，穩(wěn)定性得到了改善，取得了良好的使用效果。其中，在線含水分析儀為主要設(shè)備的分產(chǎn)計量系統(tǒng)，值得進(jìn)一步在接轉(zhuǎn)站和處理站等原油計量站庫推廣。但針對在卸油臺使用在線分產(chǎn)計量系統(tǒng)，還有以下幾方面有待改進(jìn):

1)由于含水分析儀的數(shù)據(jù)測量與被測介質(zhì)密度有關(guān)，而卸油臺來油物性變化較大，會引起較大的含水誤差，所以實液密度標(biāo)定十分重要，需要定期或來液突變時標(biāo)定原油密度，以減少儀表的測量誤差。

2)生產(chǎn)過程要加強(qiáng)數(shù)據(jù)觀察，一旦發(fā)現(xiàn)分析數(shù)據(jù)異常，及時關(guān)閉卸油閥門，停止卸油。排除故障后再重新使用，軟件具有兩車合并功能，可以將中間間斷的卸油車合并計算。

3)系統(tǒng)軟件可以接入地秤的數(shù)據(jù)，但由于距離較遠(yuǎn)，數(shù)據(jù)傳輸還不能實現(xiàn)，所以未接入。下步考慮網(wǎng)絡(luò)將地秤數(shù)據(jù)接入軟件中，完善數(shù)據(jù)的記錄、計量和比對分析。

4)系統(tǒng)軟件的數(shù)據(jù)查詢功能不夠完善，不能夠按照車牌號碼和司機(jī)來查詢歷史數(shù)據(jù)，有待進(jìn)一步改進(jìn)。

［1］楊聯(lián)會，廖茂盛，郭宏偉.在線原油含水測量儀表中不可忽視的幾個問題［J］.石油儀器，2004，18(5):63-64.

［2］丁振杰.石油中含水量測量的可行性分析［J］.化工自動化及儀表，2004，31(6):77-79.

［3］胡永新.新型含水分析儀在原油含水測量中的應(yīng)用［J］.石油規(guī)劃設(shè)計，2003，14(4):41-42.

［4］王莉田，王玉田，史錦珊，等.原油含水率測量儀的研究［J］.傳感技術(shù)學(xué)報，2000(l):45-47.

［5］GB/T 25104-2010原油水含量的自動測定射頻法［S］.

［6］魏勇，于厚全，陳強(qiáng)，等.原油含水率在線測量儀的實驗研究［J］.石油儀器，1996，2(6):1-2.

The on-line oil-water separating measuring system is applied in oil offloading platform，it replaces original artificial measurement method，and reduces the errors caused by human factors and separating metering error.In whole oil offloading process，collect and analyze the related data of crude oil in real time and calculate the water content of crude oil.The on-line measurement，the real-time monitoring and the historical data analysis of the water content of the crude oil in oil tankers are realized，which can control the water content measuring error of the crude oil in a reasonable range and provide accurate data for production decision-making.

crude oil separating;water content analysis;metering error

左學(xué)敏

2014-12-30

丁向陽(1967-)，男，工程師，現(xiàn)主要從事技術(shù)監(jiān)督方面的現(xiàn)場檢測工作。