蒸餾法驗水機在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用

蒸餾法驗水機在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用

1自動原油含水監(jiān)測儀的研發(fā)以前，昭延采油廠有136個計量站和22個計量站。所有井?dāng)?shù)均為3802口，日開井?dāng)?shù)為2200口，日開井量為5431噸，平均單井日產(chǎn)油量為2.5噸。油田開發(fā)涉及稀油、稠油、超稠油,自2000年在杜84塊部署超稠油新井獲得成功后,杜80興隆臺、杜813興隆臺、杜212興隆臺、曙127454塊及杜239塊部署超稠油新井并相繼投入開發(fā),使超稠油開發(fā)規(guī)模逐步擴大。2008年超稠油產(chǎn)量達到132.9萬噸,比例56.2%,油品結(jié)構(gòu)發(fā)生重大變化。稠油油品非常不穩(wěn)定,含水波動比較大,為便于集輸,必須摻入一定比例的稀油,因此原油的密度就不是一個穩(wěn)定值,這就為含水測量帶來很大的困難。傳統(tǒng)的含水分析方法主要是人工井口取樣、化驗室蒸餾化驗,該方法勞動強度大(全廠約1100口/日)、成本高(化驗1個油樣成本超過7.8元),整個過程人為操作誤差較大且不可避免。在曙光采油廠試驗的自動原油含水監(jiān)測儀采用的方法主要有:密度法、射線法、微波法、電容法、射頻法等方法,這些方法各有優(yōu)缺點,其中射線法由于安全原因國家禁止使用,其他方法我們都研究和試驗過,單一的方法都不能滿足油田現(xiàn)場復(fù)雜工況的要求。經(jīng)現(xiàn)場廣泛調(diào)研、論證、試驗,最后現(xiàn)場研究應(yīng)用了YHS-XC型原油含水監(jiān)測儀。油井分離器玻璃管液位產(chǎn)量計量其主要原理是油井產(chǎn)出的油水混合液及伴生氣流入兩相分離器實現(xiàn)氣、液兩相的分離,根據(jù)重力作用下連通容器液位平衡的原理,用玻璃管液位計測量的水位上升高度,再根據(jù)測量時間、分離器的截面積、摻油、摻水量和含水率計算出油井的日產(chǎn)量。需要專門計量人員進行流程切換、數(shù)據(jù)記錄、產(chǎn)量計算的操作,并隨時跟蹤液位計的液位變化,計量操作勞動強度較大,且人為誤差不可避免。自2007年起,針對上述情況,曙光采油廠為緩解人力資源緊張的矛盾,簡化日常生產(chǎn)管理工作流程,降低能耗和生產(chǎn)成本投入,最大限度的提高日常管理操作的準(zhǔn)度和精度,在對現(xiàn)有計量、化驗操作基本原理及現(xiàn)場生產(chǎn)實際情況充分論證的基礎(chǔ)上,研究應(yīng)用了油井自動計產(chǎn)、含水測量技術(shù),并在現(xiàn)場實際應(yīng)用過程中取得顯著效果。2原油自動規(guī)劃和在線檢測技術(shù)的原則2.1運行過程及測試程序計量間含水在線監(jiān)測及計產(chǎn)一體化技術(shù)主要由“含水率測量”和“油井計產(chǎn)”兩項主要功能。油井自動計產(chǎn)系統(tǒng)原理采用多功能數(shù)字控制引擎、三通閥量油/進站切換執(zhí)行器、磁致伸縮液位測量及數(shù)據(jù)采集與控制技術(shù)等,將立式計量分離器玻璃管液位計改進成磁致伸縮液位計量以及飛標(biāo)磁翻板技術(shù),實現(xiàn)計量分離器液位在計量間就地顯示、值班室電腦上直觀顯示;在九井式計量間現(xiàn)有混輸和量油手動閥門中間安裝三通電動控制閥,自動切換量油與混輸操作;同時可以采集量油時間段摻油、摻水流量,并在量油結(jié)束時自動啟動管道泵壓油。運行過程為量油指令→工控機→可編程控制器→三通閥切換倒井,同時開氣平衡閘門→分離器進油,液位到達設(shè)定基線時,記錄起始時間和摻油流量計底數(shù),當(dāng)液位到達設(shè)定頂線時,記錄結(jié)束時間和摻油流量計底數(shù)→三通閥切換進混輸,關(guān)閉氣平衡閘門,啟動管道泵壓油,當(dāng)液位下降到基線下時停泵,量油結(jié)束,自動計算出單井日產(chǎn)量。YHS-XC型原油含水監(jiān)測儀采用多傳感器信息融合技術(shù),采用電容傳感器、電導(dǎo)傳感器、溫度傳感器,將其傳感器所獲信息綜合處理,利用信息互補,降低不確定性。并在安裝工藝上進行研究創(chuàng)新,在含水監(jiān)測儀前端安裝靜態(tài)混合器,使得進入傳感器系統(tǒng)的油樣真實全面,提高了測試精度。電容傳感器測試原理為:電容法測含水率是建立在油水介電常數(shù)差異較大的基礎(chǔ)上。當(dāng)含水率不同的流體流過電容的兩個電極之間的環(huán)境空間時,電極間介質(zhì)的介電常數(shù)變化,導(dǎo)致電容值發(fā)生變化,通過測量電路可將電容值的變化轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率信號,從而實現(xiàn)對流體含水率的測量。電容傳感器測量低含水十分精確,當(dāng)原油含水率低時,油為連續(xù)相,其電導(dǎo)率很小,可忽略介質(zhì)的導(dǎo)電性;當(dāng)含水率高時,水為連續(xù)相,其電導(dǎo)率很大,這樣電容傳感器測量就會出現(xiàn)比較大誤差。而電導(dǎo)傳感器最適合水為連續(xù)相的工作條件,對油水兩相流電導(dǎo)率敏感,含水率是通過油、水混合相的電導(dǎo)與其中水相的電導(dǎo)相比來獲取。這樣,對于高含水原油采用電導(dǎo)率傳感測試精度較高。溫度的變化會引起介質(zhì)的介電常數(shù)和電導(dǎo)率的微小變化,從而導(dǎo)致測量誤差。為此,將電容傳感器、電導(dǎo)傳感器和溫度傳感器信息利用一定的融合算法進行信息融合,從而得到更加準(zhǔn)確的含水測量結(jié)果。2.2自動油壓機系統(tǒng)1組成多功能數(shù)字控制引擎(2)三通閥量油/進站切換執(zhí)行器(3)磁致伸縮液位測量及數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)2.3變送器及智能軟件(1)含水監(jiān)測傳感系統(tǒng):電容傳感器、電導(dǎo)率傳感器、溫度傳感器。(2)變送器:信號發(fā)生器及信號調(diào)理,顯示接口,4-20mA輸出,鍵盤調(diào)試接口,RS485接口等。(3)智能軟件。(4)自動混合器,對測試原油自動混合。3實施應(yīng)用效果該技術(shù)在2008年6月~2010年8月期間,成功在曙3-4#站、曙1-81#站、曙1-72#站等25座采油站進行了現(xiàn)場實施應(yīng)用,此期間分別與分離計產(chǎn)、蒸餾法化驗含水等多種方式進行了現(xiàn)場驗證,330組數(shù)據(jù)平均計產(chǎn)誤差、含水率監(jiān)測誤差控制在±5%以內(nèi)。整個過程避免了人工錄取數(shù)據(jù)及計算過程產(chǎn)生的誤差,同時極大的降低了員工的操作勞動強度。實現(xiàn)計量間油井計量自動化,單井溫度、壓力、摻油量的實時監(jiān)控錄取,減少崗位工人的勞動強度,避免了人為操作誤差,節(jié)省了計量崗位人員配備。4