自平衡雙罐稠油計量裝置在稠油火驅開發中的應用

梁金強，黃 強，賴德貴，杜元勝，姜 力

中國石油工程設計有限公司新疆石油勘察設計研究院，新疆克拉瑪依 834000

自平衡雙罐稠油計量裝置在稠油火驅開發中的應用

梁金強，黃 強，賴德貴，杜元勝，姜 力

中國石油工程設計有限公司新疆石油勘察設計研究院，新疆克拉瑪依 834000

研發的自平衡雙罐稠油計量裝置應用于新疆紅淺油田，能夠實現稠油的準確計量且計量與排油同步進行，計量誤差小、連續性好、排油效果好、設備造價低、計量精度高、適應性強、便于運輸及安裝。

稠油；火驅；計量；自平衡；雙罐

0 引言

我國稠油資源分布廣、儲量豐富，陸上稠油、瀝青資源約占石油總資源量的 20% 以上，目前已經在 12 個盆地發現了 70 多個稠油油田。但是稠油具有黏度高、密度大、泡沫油含量大、流動性差、攜砂量大、油水密度差小、油水乳化嚴重等特點，油水難于分離[1]，以上特點也決定了稠油計量存在很多困難，研發能夠準確計量稠油的裝置十分必要。

目前，稠油單井計量采用的計量設備主要有立式計量分離器和稱重式稠油計量器。立式計量分離器是較早使用的計量設備，也是應用比較普遍的計量設備，該計量設備存在以下問題：不能連續計量，采用將含水原油液位高度轉化為水柱高度的方法存在一定的誤差；對于起泡原油及含砂、含飽和蒸汽的原油計量誤差太大（通常為 20%～50%）；自動化程度低，人工計量勞動強度大；不能解決分離器自動排砂和排液等問題。近幾年來，稠油計量一般采用稱重式稠油計量器，但使用效果也不夠好，其存在以下問題：對于起泡原油、含飽和蒸汽量較大的原油計量誤差較大（通常為 20%～40%）；黏度較大的原油排油困難，排油慢，以致影響油井正常計量。而研制的自平衡雙罐稠油計量裝置克服了上述技術之不足，能夠有效解決稱重式稠油計量器對起泡原油、含飽和蒸汽量較大原油計量誤差較大的問題。

1 自平衡雙罐稠油計量裝置

研制的自平衡雙罐稠油計量裝置[2]主要由 2 個計量分離器、2 臺電動三通球閥、2 臺雙法蘭液位變送器、2 臺液位開關、配電箱、PLC計量監控儀、工藝閥門和橇座等組成。現場儀表、PLC計量監控儀及配電箱均為隔爆防爆型設備。PLC計量監控儀帶有防爆顯示視窗和防爆操作鍵盤。自平衡雙罐稠油計量裝置工藝流程如圖1所示，現場應用如圖2所示。

圖1 自平衡雙罐稠油計量裝置工藝流程

圖2 現場應用的自平衡雙罐稠油計量裝置

1.1 工作原理

遠程終端設備（RTU）檢測分離器內液柱高度，當液位達計量起始限（H1）時開始計時，當液位達計量終止限（H2）時停止計時。此時，記下液位變化量及其所對應的時間變化量，可編程控制器（PLC）根據這兩參數即可計算出單井日產液量。

ZV-1 進油電動三通球閥和 ZV-2排油電動三通球閥在 PLC 計量監控儀的控制下能夠實現如下功能：當計量分離器分-1計量時，計量分離器分-2處于自然排油或憋壓排油狀態（此時分-1 分離出的氣相經過平衡管進入分-2，繼而再進入集油干線）；當分-2計量時，分-1處于自然排油或憋壓排油狀態（此時分-2 分離出的氣相經過平衡管進入分-1，繼而再進入集油干線）。如此循環計量。

1.2 性能特點

自平衡雙罐稠油計量裝置技術參數如下：

單井液量計量范圍：1 ～ 100 t/d；

壓力等級：1.60 MPa；

工作溫度：50 ～ 160 ℃；

計量精度：≤ ±10%。

自平衡雙罐稠油計量裝置具有如下特點：

（1）該裝置工作時，一個罐計量，另一個罐憋壓排油，計量與排油同步進行，計量的連續性好、排油效果好。

（2）與其他稠油計量裝置相比，本裝置計量精度高、計量范圍寬、適應性強。

（3）配合多通閥實現“多井人工排序、自動倒井、自動計量”。

（4）橇裝化、結構簡單，露天安置工作，便于拆卸、安裝和運輸。

（5）適用于含砂、含蒸汽、含泡沫油、流動性尚好的稠油或特稠油。

2 應用效果

新疆紅淺油田區塊采用火驅開采方式，自平衡雙罐稠油計量裝置應用于紅 003 井區 1#計量站，自投運以來，運行和計量均正常。該計量裝置在功能、原理、動作過程、計量精度、人機界面、操作方法、安全措施、安裝情況等諸多方面均能滿足現場的自動化計量要求。經過與手動測量對比，計量運算精度可控制在 10% 以內，監控系統的計量運算誤差可控制在 ±0.5% 以內，滿足稠油計量誤差要求。

該計量裝置能夠實現計量與排油同步進行，計量精度高、連續性好、排油效果好，設備造價低、適應性強、便于運輸及安裝。

[1]李秋蓮.稠油計量方式的選擇與探討 [J].油氣田地面工程，2009，28（9）：51.

[2]宋思，賴德貴，杜元勝，等.自平衡雙罐稠油計量裝置 [P].中國：CN 202402022 U，2012-08-29.

Application of Self-balancing Double-tank Heavy Oil Metering Device in Fire Flooding

Liang Jinqiang,Huang Qiang,Lai Degui,Du Yuansheng,Jiang Li
CPE Xinjiang Petroleum Survey and Design I nstitute Ltd.,Karamay 834000,China

Self-balancing double-tank heavy oil metering devices are used in Xinjiang Hongqian Oilfield,which can achieve the accurate measurement of heavy oil and realize simultaneous oil measurement and discharging.The metering device also has the following advantages:small measurement error,good continuity,good oil discharging effect,low equipment cost,high measuring accuracy,good adaptability and easy transportation and installation.

heavy oil;fire flooding;metering;self-balancing;double-tank

10.3969/j.issn.1001-2206.2014.01.021

梁金強（1983-），男，山東濟寧人，工程師，2010年畢業于中國石油大學（華東），碩士，主要從事油氣田地面建設工程的設計工作。

2013-01-07