倒分系數計量方式在處理站的應用

宋志俊 解兆友 張建紅 曹 嫚 彭航真

中國石油長慶油田分公司 第一采油廠 （陜西 延安 716000）

某油田于1988年投入開發，2010年年產量突破300萬t，目前共有原油集中處理站9座，內部交接計量點11個，其中動態交接點6個，主要采取流量計計量液量、含水分析儀測定含水率，人工測定密度的方法。靜態方式交接點4個，主要采取大罐人工檢尺、測溫、測密的方法。采用靜態交接結合流量計倒分系數方式交接點1個，主要采取大罐靜態計量總液量，參考流量計、含水分析儀總量計算產量系數，分別計算各作業區產量的方法。某處理站是該油田唯一一個使用倒分系數法計量的站點，負責3個采油作業區含水原油的處理、計量和外輸3項工作任務。

油田于1988年投入工業開發，原油產量不斷遞增，尤其是某區塊，作為油田的主力產能區塊，準確計量該區原油產量，可以有效的分析作業區塊產能情況，對上產工作方針的制定提供數據指導。同時，根據收入分配制度要求，作業區塊的產能完成情況直接決定了員工的個人業績，所以準確計量區塊產量，還能有效提高員工工作的積極性，不僅對該油田產能提高有效促進，同時，還對企業團隊的和諧發展提供動力。

由于負責處理、計量3個采油作業區含水原油，而使用單一的靜態計量或者動態計量均不能滿足準確計量的工作要求。

（1）當前站庫計量設施不能滿足靜態計量的要求。如果使用靜態計量3個采油作業區的產量，需要3個沉降罐、4個凈化罐，根據目前儲罐設施情況（2個沉降罐、3個凈化罐）不能將3個采油作業區產量分開計量，該集中處理站的設計處理量為7 600 m3/d，而實際來液量為4 500m3/d，不必要因計量原因擴建站庫，造成資源浪費。

（2）動態計量不能滿足準確計量要求。集中處理站的動態計量有2種方法：①用流量計和含水分析儀相結合計量含水原油油量；②使用流量計和含水分析儀進行計量凈化油的方法。對于第1種方法由于含水原油的含水率波動較大（20%～90%），含水分析儀測得的含水不準確，影響計量準確性；第2種方法流量計位于三相分離器后，三相分離器運行壓力為0.18MPa左右，三相分離器中部分氣體溶于原油內，流量計會將部分氣體作為原油計量，流量計不能準確反映真實液量，從而造成計量油量誤差較大（表 1）。

表1 大罐計量和后端計量對比表

1 倒分系數計量方式在處理站的應用

1.1 倒分系數的應用情況

某處理站負責處理、計量3個采油作業區含水原油。首先使用流量計、含水分析儀對組成作業區外輸含水原油的轉油站、增壓點原油產量進行1次計量，每個采油作業區的含水原油使用1具三相分離器進行處理后，再使用流量計、含水分析儀對每個采油作業區的凈化油產量進行2次計量；所有作業區凈化油全部進儲油罐，通過儲油罐對所有作業區的凈化油進行3次計量。

1.2 倒分系數的定義

由于動態計量、靜態計量都不能滿足準確計量的要求，所以使用倒分系數法對各采油作業區的產量進行計量。倒分系數是指大罐計量油量和流量計計量油量的比值。因此，倒分系數計量方法的實質就是使用大罐計量的油量為最終計量結果，使用三相分離器后的3個流量計計量的油量多少來劃分各采油作業區的產量。

1.3 倒分系數的計算方法

倒分系數為大罐計量油量和流量計計量油量的比值，該計算方法如下：

C后端=t大罐÷∑t后端流量計

式中C后端——后端倒分系數；

t大罐——大罐計量油量，t；

∑t后端流量計——三相分離器后流量計計量之和，t。

各作業區產量計算公式為：

2 倒分系數計量方式誤差分析

對于使用三相分離器作為主要含水原油處理設備的處理站，當生產工況穩定時，倒分系數理論上應該是一個固定值。這就和動態計量中流量計系數一樣，從倒分系數的計算公式來看，當流量計計量結果或者大罐計量結果產生誤差時，都會造成倒分系數的波動，因此，倒分系數的穩定性可以直接判斷計量誤差的大小。

2.1 三相分離器運行壓力對倒分系數計量準確性的影響

由于三相分離器運行壓力較高，一些不穩定氣體溶于原油，同時，一些氣體同原油的二相混合物一塊進入流量計，增大了計量體積，流量計會將部分氣體作為原油進行計量，使t流量計計算值偏大，而進入儲罐后，成為常壓，氣體通過呼吸閥釋放至大氣，從而導致系數C減小。表現為：倒分系數隨著三相分離器運行壓力的升高而降低。

2.2 原油含水測定誤差對倒分系數計量準確性的影響

原油含水測定對倒分系數的影響主要有2方面：①后端含水分析儀含水測定誤差的影響，由于三相分離器出口含水一直穩定在0.1%，含水分析儀測量誤差較小，對倒分系數的波動影響較小；②在計算大罐含水測定誤差對系數的影響時，該含水測定引起的誤差主要為沉降罐內乳化油含水不易準確測定引起的誤差，測量含水較實際含水高，倒分系數降低。實測含水率17.58%時計算的含水率為0.903 8；當含水率降低或增加1.0%時系數相差0.016，油量計量相差約40t，計量誤差率為1.7%。

2.3 其他因素對倒分系數計量準確性的影響

2.3.1 人員操作對系數的影響

人員操作主要對系數的影響有以下幾個方面：①流量計數據的讀取時間和大罐檢尺不一致；②流量計讀數讀取錯誤以及大罐檢尺錯誤；③罐溫、密度、含水測量錯誤。所以，人員操作不當也會對倒分系數產生一定的影響。

2.3.2 計量器具的影響

機械式流量計運行一段時間就會出現計量不準確的情況發生。理論上認為是長時間的運行，旋轉部件和殼體之間摩擦，導致2者空間間隙加大，漏量增大。而倒分系數是3個流量計系數的平均值，所以當1個流量計系數發生改變時，其他2個流量計也會改變，就會造成計量不準確的情況發生。

3 穩定倒分系數的一些做法

（1）使用電磁閥控制干氣對三相分離器進行補氣，三相分離器運行壓力為0.18MPa，使流量計的運行工況穩定，凈化油含氣量穩定在固定范圍，減小倒分系數的波動，提高計量的準確性。

（2）使用端點加藥、管道破乳、雙沉降罐運行的方式降低沉降罐的乳化層厚度，以降低原油含水測定不準確對倒分系數穩定性的影響。同時，加強化驗員技能素養的培育，嚴格按照國標內容進行原油取樣與化驗，降低原油含水測定誤差引起倒分系數發生波動。

（3）推廣應用數字化。原油儲罐的液位可以實時讀取，流量計的運行情況可以實時監控，三相分離器處理的凈化油含水數據可以實時生成，就降低了人員操作誤差引起倒分系數的波動。

（4）嚴格按照要求進行流量計選型，并定期標定流量計，確保流量計本身計量的準確性。及時分析流量計運行情況，降低因流量計誤差造成的系數波動。

4 結 論

（1）倒分系數法其實就是一種以流量計計量為依據，以大罐計量為結果的動靜態計量方式相結合的計量方法。從某種程度上來說它就是動態計量，而流量計系數就是每天通過儲油罐進行標定，倒分系數其實就是3個后端流量計系數的平均值。

（2）倒分系數的應用，有效的解決了在現有的處理設施情況下，不能使用單一動態或者靜態計量實現準確計量的難題，有效地利用現有設施，節約生產成本。

（3）倒分系數的穩定需要技術人員對集輸系統生產運行情況清楚掌握，以判斷存在的問題，及時調整生產參數，以確保計量的準確性。