鄭天為

摘? 要：海洋石油162平臺(tái)含水分析儀數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確一直是困擾平臺(tái)生產(chǎn)和儀表專業(yè)的一大難題。油井含水率的在線準(zhǔn)確計(jì)量對(duì)于確定油井出水、出油層位、估計(jì)原油產(chǎn)量、預(yù)測(cè)油井的開(kāi)發(fā)壽命、油井的產(chǎn)量質(zhì)量控制、油井狀態(tài)監(jiān)測(cè)等具有非常重要的意義。文章通過(guò)對(duì)海洋石油162平臺(tái)含水分析儀存在的故障進(jìn)行分析、維修、調(diào)試，解決了含水分析儀無(wú)法測(cè)量的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：含水分析儀;傳感器;含水率;分離器

中圖分類號(hào)：TE95? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）04-0106-02

Abstract： The inaccuracy of water cut analyzer data of offshore oil 162 platform has always been a big problem for platform production and instrument specialty. The on-line accurate measurement of water cut of oil well is of great significance to determine the water yield， oil production horizon， estimate the crude oil production， predict the development life of oil well， control the production quality of oil well and monitor the state of oil well. In this paper， through the analysis， maintenance and debugging of the faults of the water cut analyzer on the 162 platform of offshore oil， the problem that the water cut analyzer cannot measure is solved.

Keywords： moisture analyzer; sensor; moisture content; separator

1 概述

海洋石油162平臺(tái)計(jì)量分離器采用的是多相流量計(jì)系統(tǒng)，計(jì)量系統(tǒng)的核心為GLCC分離器技術(shù)及優(yōu)化控制系統(tǒng)。經(jīng)GLCC分離后的氣相和液相通過(guò)單相流儀表單獨(dú)計(jì)量，分離出口的氣相液滴達(dá)到10微米以內(nèi)，液相出口含氣率在1%以內(nèi)，從而保證液位測(cè)量的精度。含水分析儀測(cè)量的是GLCC分離后液相出口的含水率，結(jié)合耶魯儀表的流量可以算出多相流量計(jì)液路水的流量和油的流量，并在現(xiàn)場(chǎng)本地控制盤上顯示當(dāng)前單井產(chǎn)油、產(chǎn)水以及含水率。數(shù)據(jù)同步傳送至中控。平臺(tái)單井的日產(chǎn)量主要通過(guò)計(jì)量分離器的流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量，經(jīng)過(guò)含水分析儀得出油井實(shí)時(shí)產(chǎn)油、產(chǎn)水，如果含水分析儀顯示不準(zhǔn)確，就需要每小時(shí)進(jìn)行量艙計(jì)算單井的含水率，如果頻繁的量艙會(huì)導(dǎo)致平臺(tái)量艙尺的損壞。

2 含水分析儀構(gòu)成及工作原理

GLCC是一種小型高效分離器，依靠旋流，聚結(jié)和多相流體動(dòng)力進(jìn)行氣液分離。它的進(jìn)口由傾角向下的管道沿切線方向與鉛垂管道相邊，多相流經(jīng)過(guò)預(yù)分離后進(jìn)入主分離器。由于旋流作用，在主分離器中，離心力、重力和浮力形成一個(gè)倒圓錐渦流面。密度大的液體沿著鉛錘管道的管壁流到分離器底部，密度小的氣體沿著渦旋的中央上升至分離器頂部，最終氣體和液體分別從分離器頂部和底部流向下游。含水分析儀就安裝在GLCC液相出口。如圖1所示。

由于水和油兩種液體之間分子結(jié)構(gòu)差異，導(dǎo)致介電常數(shù)的不同，因而呈現(xiàn)的射頻阻抗特性的差異。含水分析儀利用射頻導(dǎo)納傳感探頭深入到計(jì)量分離器液相管線中，該傳感器對(duì)被測(cè)含水原油的介電常數(shù)敏感。而含水原油的介電常數(shù)隨含水率變化，敏感探頭將含水率的變化轉(zhuǎn)化成探頭的射頻導(dǎo)納量的變化，使射頻導(dǎo)納傳感器輸出一個(gè)和含水率對(duì)應(yīng)變化的電信號(hào)，從而測(cè)出含水原油的含水率。

3 含水分析儀故障現(xiàn)象

海洋石油162平臺(tái)的計(jì)量分離器2016年由某廠家制造，2017年安裝并由其廠家進(jìn)行簡(jiǎn)易測(cè)試。平臺(tái)在2018年在曹妃甸2-1試采作業(yè)時(shí)，含水分析儀工作正常，可以準(zhǔn)確測(cè)量實(shí)時(shí)含水率。自平臺(tái)從曹妃甸2-1試采結(jié)束至今年已停電一年有余。2019年10月平臺(tái)在埕海1-1投產(chǎn)，計(jì)量分離器投運(yùn)，在計(jì)量過(guò)程中發(fā)現(xiàn)含水分析儀顯示的含水率一直保持在25%左右且數(shù)值不變，經(jīng)過(guò)實(shí)際量艙對(duì)比，發(fā)現(xiàn)實(shí)際原油含水在60%左右，誤差在35%以上。換另外一口油井計(jì)量也顯示是25%左右，不計(jì)量的時(shí)候數(shù)值也不變。同時(shí)，流量計(jì)顯示的數(shù)也不準(zhǔn)確，比通過(guò)量艙尺測(cè)量出來(lái)的量要偏大50方左右。

4 含水分析儀故障維修及調(diào)試

4.1 含水分析儀含水率測(cè)量不準(zhǔn)的原因分析

4.1.1 傳感器測(cè)量單元故障

將傳感器從管線中取出，清潔傳感器表面，外觀檢查，信號(hào)電纜檢查，均未發(fā)現(xiàn)異常。重新投用，在沒(méi)有液體進(jìn)入的情況下，分析儀顯示含水量：25%左右，波動(dòng)量不大，基本穩(wěn)定。結(jié)論：傳感器測(cè)量單元正常。

4.1.2 含水分析儀參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤

檢查含水分析儀的設(shè)置參數(shù)。各項(xiàng)參數(shù)均為0。平臺(tái)測(cè)試分離器未投入至今已經(jīng)1年多，含水儀的所有的出廠默認(rèn)值參數(shù)都寫在PLC的Flash ROM內(nèi)，此類存儲(chǔ)器需要帶電保存，該P(yáng)LC斷電后時(shí)鐘可以保持運(yùn)行10天，超過(guò)一定時(shí)間現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試值將會(huì)返回出廠默認(rèn)值。由于該設(shè)備已經(jīng)停電一年多，通過(guò)查看PLC發(fā)現(xiàn)設(shè)備出廠時(shí)寫在EEPROM模塊中的用戶數(shù)據(jù)已全部清零，從而造成此含水儀完全無(wú)法工作，無(wú)論進(jìn)油與否水含量WCT始終顯示25%。

4.2 含水分析儀參數(shù)設(shè)定及調(diào)試

根據(jù)含水分析儀出廠資料，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工況，重新編寫新的用戶數(shù)據(jù)并寫入含水儀。然后在不同油井中測(cè)試含水分析儀的測(cè)量值。

4.2.1 含水分析儀計(jì)量數(shù)據(jù)

計(jì)量管線：3"150#，壓力：5kPa，流量6.5m3/h，介質(zhì)密度：917kg/m3，氣相流量：0，氣相調(diào)節(jié)閥全關(guān)。

含水分析儀：Vc：1.523，Vr：3.456，T1：82。

含水儀工作在液相狀態(tài)，含水分析儀含水率顯示為28.1%，將表1各項(xiàng)參數(shù)，輸入含水分析儀計(jì)算機(jī)處理單元。

4.2.2 含水分析儀測(cè)量值與化驗(yàn)值對(duì)比

第1天，輸入附表1參數(shù)并調(diào)試后測(cè)試30#井，含水率曲線比較平穩(wěn)，含水基本在14%左右，化驗(yàn)室取樣化驗(yàn)值14.5%，基本一致。第2天，整天含水分析儀顯示有波動(dòng)，30#含水率顯示14%，高點(diǎn)是24%左右，低點(diǎn)10%，化驗(yàn)室取樣化驗(yàn)值：14.3%，基本一致。第3天，測(cè)試1#井，壓力：338kPa，液相流量12m3/h，含水率顯示非常平穩(wěn)，顯示值1.8%，化驗(yàn)室取樣化驗(yàn)值：1.7%，基本一致。通過(guò)調(diào)整參數(shù)，不同油井的含水率都能與化驗(yàn)室取樣化驗(yàn)數(shù)值相吻合，表明含水分析儀已恢復(fù)正常工作狀態(tài)。

4.3 多相流量計(jì)調(diào)試

修改計(jì)量系統(tǒng)調(diào)節(jié)閥PID參數(shù)，以適應(yīng)油井計(jì)量需要。修改前、后的參數(shù)對(duì)比值，見(jiàn)表2。

經(jīng)過(guò)對(duì)比，通過(guò)多項(xiàng)流量計(jì)量得到數(shù)據(jù)和通過(guò)量艙尺測(cè)量的數(shù)據(jù)基本一致。

5 結(jié)束語(yǔ)

這次故障是含水分析儀長(zhǎng)期斷電、計(jì)量系統(tǒng)排空引起的，因此在含水分析儀及其測(cè)試系統(tǒng)不使用時(shí)，必須保持計(jì)量系統(tǒng)通電，以免EEPROM數(shù)據(jù)丟失。經(jīng)過(guò)對(duì)含水分析儀原程序進(jìn)行上裝，修改，下載等操作后，含水分析儀恢復(fù)正常工作狀態(tài)，能正常的測(cè)量油井含水。

需要注意的是，計(jì)量分離器在工作時(shí)，GLCC必須有液位，否則液位儀表和含水分析儀均會(huì)竄氣而計(jì)量不準(zhǔn)。含水分析儀進(jìn)天然氣，會(huì)將進(jìn)入的天然氣當(dāng)作油來(lái)處理，造成含水率不準(zhǔn)。而竄氣后的科里奧利管起震困難，也會(huì)加大質(zhì)量流量計(jì)功率，影響多相流量計(jì)工作穩(wěn)定。

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