计量掺液一体撬装集成装置在复杂地区的应用

计量掺液一体撬装集成装置在复杂地区的应用

一、油田生产标准化的发展现状光明油田的正常稠油开发始于1979年，普通稠油于1983年开始发展。目前，昭中油厂仍采用“油质勘探站联合站”的大、二级站方式。土壤收集和输送继续采用普通稠油的配套技术，即传统计量之间的输出和混合液。油井产量的计量是油田生产管理中的一项重要工作,对油井产量进行准确及时计量,对于掌握油田开发状况,为了给地质上措施提供准确的基础数据,制定油井生产措施方案,具有重要的指导意义。目前国内各油田采用的油井产量计量方法主要有高架罐计量、玻璃管量油孔板测气(气计量仪表测气)、翻斗量油孔板测气(气计量仪表测气)等。随着油田勘探开发进入中后期,油井单井产量越来越低,油田越来越需要计量准确、自动化程度高、适用范围广、工艺简单、易于搬迁、可重复使用的油井计量设备,以实现集输工艺的优化、简化,降低投资,提高劳动生产率和油田生产管理水平。曙光采油厂认真贯彻集团公司提出的关于“做好‘新油田优化’和‘老油田简化’两篇文章”的要求,工作重心由“关、停、并、转、减”工作向集输系统优化简化方面转变,根据中油辽字(2008)271号文件“关于油田地面工程标准化设计工作的安排意见”指示精神,按照集团公司标准化设计工作的总体部署,推行“标准化设计、模块化建设、市场化运作、数字化管理”的运行模式,提高了生产效率和建设质量,降低安全风险和综合成本,促进了均衡组织施工生产、以人为本的理念。在这样大背景下曙光采油厂集成创新、整体优化简化,集输系统以单井产量及掺液远传在线计量技术为突破口开展地面系统优化简化研究工作,最终建成“计量掺液一体化撬装集成装置”开发效果,改变以往称重计量器及多井集成自动掺液装置能局部替代原有计量间的问题,现场研究应用了计量掺液撬装一体化集成装置,从真正意义上代替了计量间,达到了优化简化流程工艺管网布局。二、自动计量及控制技术计量掺液一体撬装集成装置是在初期单井产量及掺液远传在线计量技术试验成功基础上,按照“标准化设计、模块化建设”的工作要求,创新研制应用自动计量及控制技术,为适应稠油后期开发需要研制成功了计量掺液一体化撬装集成装置,该装置集成了掺液、计量、含水分析、放喷井增压四大功能,具有功能集成、结构撬装、远程控制等特点。1.基于流量系数的模型分析称重计量器主要由罐体、分离器、翻斗、称重传感器、组成,并与计算机组成计量系统。原油进入罐体时首先沿闪状分离器铺开流入翻斗,翻斗是由两个独立的料斗组成,翻斗上安装了称重传感器用来检测翻斗和油的重量。位置传感器检测翻斗的状态,即哪一个翻斗在接油时,何时它们翻转,在翻转的一瞬间,称重传感器将翻转的重量信号传入计算机,根据这一数值,就可知道翻斗接油量与残液量,再与流量系数配合即可算出产液量。动态下计量原油重量是一个相当复杂的问题,其中的算法是解决问题的关键。算法要解决翻斗翻转交替时造成的误差以及稠油掺留的不确定造成的误差问题,我们根据翻斗形状等自身的规律,利用流体力学、机械原理知识确定流量系数K、补偿函数f(x)算法的表达式Qt=K(G+F(Qt-1))其中:G——利用杠杆定律得到的重量;经积分计算即可换算成一天的产量。由于采用了称重法,使用了特殊的机构配合补偿算法,使得测量精度控制在5%以内,很好的满足了单井计量的要求。2.通阀的应用该装置具有进水管、进油管流程,分别将要掺入的油和水接入两个分配器。依靠手阀开关,选择掺油还是掺水,水或油会经过流量计检测其流量,控制器通过与设定值比较采用PID算法对调节阀进行实时控制,使流经流量计的流量恒定。利用三通阀使单井管线与调节阀连通或者与另外一个分配器连通。当正常使用的时候,三通阀将调节阀与单井管线选通,通过流量计与调节阀控制进入单井的掺液流量。当需要检修调节阀或标定流量计时,利用三通阀将分配器与单井管线选通,通过开启不同的阀门开关,对这一口井进行临时性的掺油或掺水。这时通过阀门的开度控制流量,不做精确控制。为了保温,整个装置利用铁皮外壳进行封闭。该外壳由旋转壳、转门、轨道组成,旋转壳开口角度大约为90度,外壳可进行360度无障碍旋转,该掺水装置由一个控制器完成设定、显示与控制。控制器以可偏程序控制器(PLC)为核心,采入各流量计信号,比较设定值并采用PID控制算法控制调节阀的开度控制流量恒定。每一路掺水的量均可以单独设定,并能够显示瞬时流量与累积量。3.水处理工艺流程称重计量器设计指标:压力1.0MPa,流量5-50t/d,计量误差≤2%掺液计量范围:压力1.0MPa,流量0.17-1.5m3/h,计量误差≤2%,油水两用双掺三、下步光栅采油厂已取得较好的社会及经济效益从2010年现场试验应用6套计量掺液一体化撬装集成装置,节约各类系统管线25km,节约占地面积近1000亩,预制化程度提高建设周期缩短30%,新井产能当年贡献率提高5%,油井系统回压降低5%,取得了较好的社会及经济效益,下步曙光采油厂将加大该撬装设备应用力度。布井