老區計量站油井自動控制計量的試驗及應用

91～95稠油合作區塊隨著每年的產能開發建設，油井和計量站數量不斷增多，油田生產與操作人員需求間的矛盾日益突出。目前公司有油井近3000口，計量站180多座，油井計量仍然是傳統的玻璃管量油模式。計量站計量工工作量和勞動強度比較大。為了緩解公司人員資源緊張的局面，自2008年開始在稠油上試驗應用示功圖計量方法，2009年公司在老區結合現有設備設施進行油井自動計量及數據的遠傳上報。

現狀

目前，公司有計量站180多座，每天計量的油井在800口左右，在油田生產的黃金時間，每天安排的碰泵、調參井，也有轉抽、檢泵等措施井，依據資料錄取的需要，連續加密計量。在九1～95稠油區塊都是傳統的油井計量工藝，使用計量分離器，人工玻璃管量油，根據計量時間、玻璃管液面高度，換算成該井當天的日產液量。

計量站計量工每天的工作任務是油井產量的計量及井口資料的錄取，以及計量站各類資料、報表等的填寫上報，加之受計量設備數量的限制，只能一口一口井進行計量，花費時間比較長，勞動強度比較大。

油井自動計量試驗方案

2009年，在老區開始結合自己的實際情況，選擇對工藝流程進行改造，應用多通閥和現有的分離器，建立自動控制系統，實現油井自動計量，無人職守，上位監控。

油井自動計量試驗方案原則：

老區計量站要充分利用已有的設備設施，結合多通閥集輸工藝技術，進行工藝改造；本著降低計量工的勞動強度和工作量，實現完全的自動計量，輔助人工干預；人工和自動計量誤差控制在€？.5t/d；具有上位在線監控及聲音報警功能。

油井自動計量試驗的各項要求：

工藝改造。拆除原計量間的集輸、計量及進罐工藝管匯，保留計量間單井生產閘門及前端高壓管線，保留末端的進罐管線、密閉管線，安裝電動多通閥，實現原有的油氣集輸功能。

油井自動計量選用設備設施要求。利用已有的分離器和輸油泵作為體積計量的主要設備；液位標高使用具有液位標高信號上傳的磁翻柱式液位計；計量站具有觸摸屏和以PLC為主的顯示和控制設施。

油井自動計量技術要求。自動計量系統具有自動計量和人工計量的功能，以及自動切換功能；以分離器液位標高為主要控制單元，時間為輔助控制單元；多通閥流程切換到單井計量系統，要求延遲3分鐘開始計量；計量中以30分鐘或30公分為單井計量控制參數；分離器液位計標高90公分和95公分為最高液位控制、啟泵液位和報警液位。自動控制系統界面具有單井產液量查詢及數據遠傳功能，上位監控；上位機具有工藝流程在線監控和數據查詢功能；

油井自動計量試驗的開展

2009年先期在417計量站開展，后在412計量站推廣應用。

工藝流程的改造：

拆除計量間的集輸、計量及密閉輸送管線，安裝電動多通閥，實現原有的計量站工藝功能。

多通閥的選用：

根據稠油生產的特點和計量站工藝流程、設計井式、油井來液溫高、汽大等特性，經調研選用本地企業使用的陶瓷密封生產的MCPC12-PN2.5DN50/DN150型多通閥集輸系統，能夠滿足生產需要。

計量站油井計量控制系統：

磁翻柱式液位計。分離器使用計量站現有的設備，更換已有的液位計為性能可靠的磁翻柱帶變送遠傳的液位計。根據浮力原理，浮子在測量管內隨液位的升降而上下移動，浮子內的永久磁鋼通過磁耦合作用，驅動紅、白色翻柱翻轉180€埃迪忠何壞鬧甘盡T詿判愿∽右何患粕習滄氨淥推鰨ü鷗∽由舷亂貧篷詈獻饔檬溝脊苣誆飭吭來味鰨竦玫繾櫳藕瘧浠懷？～20mA的標準電流信號輸出，與PLC聯接，實現遠傳顯示及控制。

自動計量控制系統。RTU（遠程終端單元）它主要包括控制器、I/O模塊、通訊模塊和應用軟件組成。

標高、時間換算產量

Q—日產液量，t

H—計量標高，cm

t—計量時間，分鐘

上位觸摸屏控制系統具有的功能。登錄界面系統、油井計量標高及時間的設置、報警界面、數據查詢、幫助畫面。

上位監控中心：

監控站區無人時，計量工藝流程、打油泵及分離器的工作狀況，并且具有根據油藏地質油井月度計量運行大表，每天自動按時開展油井計量。

計量數據的對比及誤差分析

完成了工藝改造及設備安裝調試后，進行了計量取值分析，將自動計量值與原人工計量數據進行了比較分析：

兩座計量站單井自動計量取得的數據比人工計量都偏高，最高達到近14t/d，誤差62%。誤差最高達到近62%，說明單井產量高，誤差大，單井產量低，誤差低。

經分析造成數據出現偏差的原因為：多通閥裝置在流程切換過程中，其它經來液進入計量系統；

計量流程切換到位后，沒有等到玻璃管液面平穩，系統涉及沒有按照方案要求進行3分鐘延時，導致單井計量偏高誤差。

由于油井不同時間段來液量大小存在差異，自動計量和人工計量選取時間段不同。

液位計誤差為1～2cm，人工計時及讀取標高存在的人為因素。

根據以上原因分析，對系統進行計量延時，油井以30分鐘（液位不超過60公分）計量，同時，在自動計量開始后，輔以人工計量，計量值誤差<0.5t/d，達到方案設計要求。

幾種計量方法的比較

目前單井計量大多計量站采用分離器計量，近幾年逐步出現稱重翻斗式自動計量及示功圖油井產液量計量法。

老區管匯分離器玻璃管計量，人工切換流程進行油井計量，操作工勞動強度大，投資較大。

稱重翻斗式自動計量。稱重翻斗式自動計量裝置結構簡單，具有一定計量精度，設備投資較大，不能應用普通的計量罐，經常出現漏量或倒不干凈的情況。

老區管匯分離器計量、稱重翻斗式計量及目前試驗的自動計量在油井計量中，都存在一定的誤差，主要是油井來液的不均，油井計量值都是相對的，計量數據僅為油井分析提供參考依據。

效果分析

在九1～95稠油合作區塊，計量站都是傳統的計量工藝系統和玻璃管量油，加之，油井來液的不均性及計量人為因素，日常誤差是存在的。

簡化工藝流程。使用多通閥油井集輸工藝技術，簡化了工藝流程，將進罐、密閉生產和計量工藝結合于多通閥一體，減少計量中，不斷開關閘閥。

以自動控制代替人工計量，降低勞動強度。省略了人工頻繁切換閘閥，取液位、時間值人工換算單井計量值，縮短了計量時間，縮短計量時間4個多小時，降低了勞動強度。

投資低，見效快。一座計量站總投資不超過20萬元，省去相關的管匯、閘閥安裝近30萬元。

結論

經過現場工藝流程的改造，自動計量控制系統和上位監控系統的應用，可以得出以下幾方面的結論。

在老區稠油計量站應用該自動計量系統，滿足了油井計量和地質安排的計劃，緩解現場人員緊張的局面。

由于實現了完全的自動計量，計量工較高的勞動強度和長時間計量得到徹底的改觀；

在產能開發中，大部分計量站都是露天管匯站，無人職守，采用這種自動計量模式，既可以降低建站成本和設備設施成本。

在隨后三年，每年10座計量站產能建設及在老區每年改造15座計量站中，公司都采用這種自動計量技術，以減少投資，降低勞動強度，緩解人員緊張為目的。

（作者單位：中國石油新疆油田公司

新港作業分公司）