摘 要：隨著企業(yè)改革的不斷深入，各油田和采油廠實(shí)行以各個(gè)作業(yè)區(qū)或中轉(zhuǎn)站為單元的分散原油計(jì)量顯得越來(lái)越重要。準(zhǔn)確的計(jì)量數(shù)據(jù)不但為企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理者組織生產(chǎn)、量化考核提供了可靠的依據(jù)，而且也有利于提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。塔里木油田從20世紀(jì)90年代初期就開(kāi)始實(shí)行以計(jì)量間為單元的分散計(jì)量，為了提高計(jì)量的準(zhǔn)確性我們先后使用了速度式流量計(jì)，容積式流量計(jì)和科氏力式質(zhì)量流量計(jì)。經(jīng)過(guò)多年來(lái)的使用我們?cè)诳剖狭|(zhì)量流量計(jì)的應(yīng)用方面積累了一些經(jīng)驗(yàn)，本文將對(duì)質(zhì)量流量計(jì)在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用作重點(diǎn)討論。

關(guān)鍵字：科氏力質(zhì)量流量計(jì) 油田 含水原油

      隨著企業(yè)改革的不斷深入，各油田和采油廠實(shí)行以各個(gè)作業(yè)區(qū)或中轉(zhuǎn)站為單元的分散原油計(jì)量顯得越來(lái)越重要。準(zhǔn)確的計(jì)量數(shù)據(jù)不但為企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理者組織生產(chǎn)、量化考核提供了可靠的依據(jù)，而且也有利于提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。塔里木油田從20世紀(jì)90年代初期就開(kāi)始實(shí)行以計(jì)量間為單元的分散計(jì)量，為了提高計(jì)量的準(zhǔn)確性我們先后使用了速度式流量計(jì)，容積式流量計(jì)和科氏力式質(zhì)量流量計(jì)。經(jīng)過(guò)多年來(lái)的使用我們?cè)诳剖狭|(zhì)量流量計(jì)的應(yīng)用方面積累了一些經(jīng)驗(yàn)，本文將對(duì)質(zhì)量流量計(jì)在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用作重點(diǎn)討論。

      HK-CMF質(zhì)量流量計(jì)在油田中的應(yīng)用

      HK-CMF質(zhì)量流量計(jì)在油田企業(yè)中的應(yīng)用大體上可以分為普通計(jì)量、單井計(jì)量和外輸計(jì)量三個(gè)方面，由于針對(duì)油田企業(yè)特別開(kāi)發(fā)了單井計(jì)量模式和外輸模式，所以可以簡(jiǎn)單方便的滿足油田企業(yè)的需要。現(xiàn)將三種計(jì)量模式在油田企業(yè)中的應(yīng)用分別進(jìn)行闡述。

      1 普通計(jì)量

      在油田企業(yè)一般對(duì)原油的測(cè)量大多采用人工檢尺或容積式流量計(jì)，在實(shí)際操作中要將體積量轉(zhuǎn)化成質(zhì)量，這不僅要考慮到儀表本身的精度，還要考慮溫度、壓力等參數(shù)的影響以及操作帶來(lái)的偏差。由于質(zhì)量流量計(jì)不但能夠直接測(cè)量流體的質(zhì)量，而且同時(shí)測(cè)量得到密度、溫度等相關(guān)參數(shù)，不但避免了人為因素和環(huán)境因素帶來(lái)的偏差，而且將以前必須通過(guò)容積式流量計(jì)、溫度計(jì)、密度計(jì)、含水分析儀組合在一起才能完成的工作簡(jiǎn)化成為通過(guò)一臺(tái)質(zhì)量流量計(jì)就可以輕松完成，大大提高了生產(chǎn)效率、降低了生產(chǎn)成本。作為一個(gè)實(shí)例表1給出了質(zhì)量流量計(jì)分別計(jì)量含水28%的原油，70%的原油時(shí)與油罐的人工檢尺相比對(duì)的結(jié)果。

      從該對(duì)比結(jié)果可以看出質(zhì)量流量計(jì)與人工檢尺的計(jì)量結(jié)果之間有一定差異，該差異的形成主要由人為因素和引入的密度存在誤差造成。通過(guò)該表也說(shuō)明了質(zhì)量流量計(jì)的測(cè)量精度高于容積式流量計(jì)。實(shí)際上，因質(zhì)量流量計(jì)的客觀性強(qiáng)于人工檢尺和容積式流量計(jì)，所以采用質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量的可信度較高，準(zhǔn)確度也較高。

表1 含水原油質(zhì)量流量計(jì)與人工檢尺計(jì)量對(duì)比

表2 給出了質(zhì)量流量計(jì)與橢圓齒輪流量計(jì)在測(cè)量石腦油時(shí)的數(shù)據(jù)對(duì)比

      2 單井計(jì)量模式

      在油田生產(chǎn)中采用將各采油井生產(chǎn)的原油首先送到計(jì)量間，在計(jì)量間對(duì)各采油井進(jìn)行計(jì)量得到其一天的產(chǎn)液量，然后再輸送到生產(chǎn)分離器進(jìn)行再處理。由于HK-CMF質(zhì)量流量計(jì)可以通過(guò)設(shè)置計(jì)量16口井的產(chǎn)液量，即對(duì)一口井連續(xù)計(jì)量2h，然后自動(dòng)換算出一天的產(chǎn)液量，計(jì)量完成以后可以再繼續(xù)計(jì)量下一口井的產(chǎn)液量。在計(jì)量產(chǎn)液量的同時(shí)流量計(jì)還可以顯示被測(cè)介質(zhì)的密度、溫度、含水率，該功能大大方便了現(xiàn)場(chǎng)操作也簡(jiǎn)化了工作流程。典型應(yīng)用結(jié)構(gòu)與圖1的結(jié)構(gòu)相似，不同之處在于目前大多數(shù)企業(yè)在進(jìn)行單井計(jì)量時(shí)采用了兩相分離器來(lái)進(jìn)行液氣分離，推算出一天的產(chǎn)液量。由于該表不但可以顯示質(zhì)量流量、體積流量、密度和溫度，而且還可以自動(dòng)計(jì)算出含水率、純油量和純水量，利用其方便的通訊接口可以實(shí)現(xiàn)與主控室的實(shí)時(shí)通訊，也可以通過(guò)主控室來(lái)監(jiān)控流量計(jì)的工作。不僅實(shí)現(xiàn)了一表多用，而且提高了計(jì)量精度和自動(dòng)化水平，降低了生產(chǎn)成本。我作業(yè)區(qū)從1997年開(kāi)始使用，先后在各個(gè)計(jì)量間安裝使用了9臺(tái)質(zhì)量流量計(jì)。從使用的結(jié)果來(lái)看，質(zhì)量流量計(jì)精度高，對(duì)介質(zhì)的適應(yīng)性廣，提高了生產(chǎn)效率。但是由于油井單井計(jì)量中情況非常復(fù)雜，表現(xiàn)為不同油井產(chǎn)液量相差較大：同一口油井產(chǎn)液量波動(dòng)大；多相介質(zhì)混合且混合狀態(tài)及混合比例不穩(wěn)定等。這些情況的存在影響了流量計(jì)在油田生產(chǎn)中的進(jìn)一步推廣和使用，但是隨著第二代數(shù)字化，智能化質(zhì)量流量計(jì)的出現(xiàn)，不僅提高了計(jì)量精度、適應(yīng)性和穩(wěn)定性，也擴(kuò)大了質(zhì)量流量計(jì)的使用范圍。

      3 外輸模式

      該功能多用于轉(zhuǎn)油站含水原油的外輸計(jì)量和含水分析，典型裝置見(jiàn)圖1。本裝置通過(guò)質(zhì)量流量計(jì)對(duì)含水原油的流量、密度進(jìn)行測(cè)量，然后用密度法推算出含水率，進(jìn)而求出純油量。由于轉(zhuǎn)油站中的待測(cè)介質(zhì)較為穩(wěn)定，所以質(zhì)量流量計(jì)在外輸交接計(jì)量的使用中非常穩(wěn)定，問(wèn)題很少。一般表現(xiàn)為含水測(cè)量不準(zhǔn)，但是經(jīng)過(guò)我們與廠家的共同努力和大量現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的分析表明：含水測(cè)量的誤差主要是由我們輸入的標(biāo)準(zhǔn)狀況下油和水的密度值不能準(zhǔn)確反映真實(shí)狀況下的純油和礦化水的真實(shí)密度造成。根據(jù)我作業(yè)區(qū)多年來(lái)使用質(zhì)量流量計(jì)的實(shí)際情況，我們總結(jié)出了一些常見(jiàn)問(wèn)題的解決方案提供給大家僅供參考。

      常見(jiàn)問(wèn)題及解決方案

      1 安裝應(yīng)力及外界振動(dòng)對(duì)測(cè)量的影響

      由于質(zhì)量流量計(jì)的敏感管工作在諧振狀態(tài)，強(qiáng)加的外界振動(dòng)會(huì)引起儀表的流量計(jì)量零點(diǎn)發(fā)生變化，造成流量計(jì)量的測(cè)量誤差增大，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致流量計(jì)無(wú)法正常測(cè)量。另外，外界振動(dòng)和應(yīng)力也會(huì)影響傳感器的諧振頻率，引起密度測(cè)量的誤差。所以流量計(jì)的安裝一定要參閱流量計(jì)安裝說(shuō)明書(shū)，盡量做到無(wú)應(yīng)力安裝，對(duì)于大口徑流量計(jì)要在傳感器兩端加裝支撐，小口徑流量計(jì)可以采用連接軟管和支撐來(lái)減小振動(dòng)對(duì)流量計(jì)計(jì)量的影響。

      2 混合液中的游離氣對(duì)測(cè)量的影響

      混合液中的游離氣不但會(huì)影響到流量測(cè)量的精度，而且也會(huì)影響密度的測(cè)量和含水率的推算。大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：當(dāng)油水混合液中含有的游離氣體積比不超過(guò)15%時(shí)，流量計(jì)可以正常穩(wěn)定的工作；當(dāng)含氣量小于5%時(shí)，流量計(jì)量精度幾乎不受影響；當(dāng)含氣量約為10%時(shí)，流量測(cè)量誤差小于3%。在單井計(jì)量過(guò)程中，由于油井產(chǎn)出的混合液的狀態(tài)是千變?nèi)f化的，即使使用了分離器也難以保證液體中不含有氣體，所以通過(guò)一定的技術(shù)手段提高分離器的分離效果，并且在經(jīng)過(guò)流量計(jì)之前盡可能的將混合液中的氣體分離出去，才能保證流量計(jì)量的準(zhǔn)確性。

      3 “掛壁”現(xiàn)象對(duì)流量計(jì)測(cè)量的影響

      高粘度的液體介質(zhì)例如原油、重油、渣油等容易在流量計(jì)管壁上粘結(jié)，形成“掛壁”現(xiàn)象，從而對(duì)測(cè)量管的振動(dòng)頻率產(chǎn)生影響，降低流量計(jì)的測(cè)量準(zhǔn)確度，當(dāng)工藝條件為間歇送料時(shí)這一現(xiàn)象更為嚴(yán)重，“掛壁”現(xiàn)象的消除可以通過(guò)良好的保溫伴熱來(lái)解決。

      4 結(jié)垢現(xiàn)象對(duì)質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量的影響

      在油田生產(chǎn)中由于原油中含有部分雜質(zhì)，這些雜質(zhì)導(dǎo)致了傳感器在使用中結(jié)垢。結(jié)垢物成份中酸不溶物的含量達(dá)到90%，主要為硫酸鹽。其元素主要以鋇、鍶為主，同時(shí)也含有少量的硅、鈣及微量腐蝕性產(chǎn)物中常見(jiàn)的元素鉛、鐵、錳等。除垢可以用EDTA-4Na，冠酶類(lèi)多元化合物，其溶解度可以達(dá)到99%。所以在流量計(jì)的使用中要做到定期檢查維護(hù)，建立流量計(jì)的單表記錄，做到對(duì)使用中的每一臺(tái)流量計(jì)都心中有數(shù)，才能保證質(zhì)量流量計(jì)的正常使用。

      5 水密度對(duì)含水率的影響

      在實(shí)際測(cè)量混合物的含水率時(shí)我們發(fā)現(xiàn)，即使是同一個(gè)計(jì)量站的幾口油井，它們各自的純油和礦化水的密度都有所不同，而且同一口井的這兩個(gè)參數(shù)在不同時(shí)期也存在著差異，所以在含水率計(jì)算時(shí)引入的油水密度的值就必須加以區(qū)別，解決的方法是將待測(cè)油井的油水密度提前輸入到流量計(jì)中。影響含水率計(jì)算的另一個(gè)主要因素是我們輸入的純油密度是在常溫常壓下在化驗(yàn)室得到的，而含水率的計(jì)算公式中引入的純油密度是在分離器即時(shí)壓力和溫度下含有溶解氣的飽和原油密度，所以在取樣化驗(yàn)時(shí)可以采用帶壓取樣的方式，減少引入密度值造成的測(cè)量誤差。

      小結(jié)

      從傳統(tǒng)的體積流量計(jì)量方法和間接式質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量方法發(fā)展到科氏力質(zhì)量流量計(jì)對(duì)流體質(zhì)量流量的高精確度直接計(jì)量，確實(shí)是流量計(jì)量的一大進(jìn)步。我們相信隨著科氏力式質(zhì)量流量測(cè)量技術(shù)的不斷發(fā)展和*，他在各行各業(yè)中的應(yīng)用也會(huì)越來(lái)越廣泛。