聯合站分線計量影響因素分析

楊澤華 （中石化中原油田分公司第三采油廠，山東 莘縣 252429）

1 分線計量工藝概述

分線計量工藝是指同一區塊的油井產出液經計量站匯集升溫、端點加藥、管道破乳后，輸送到聯合站相對應的高效分離器進行油氣水初級分離、計量的整個過程。產出液經高效分離器分離后，油氣水三相分別進行計量，目前采用的計量裝置為：原油計量采用腰輪流量計，污水計量采用電磁流量計，天然氣計量采用智能旋進旋渦流量計，分離器出口原油含水率采用在線檢測儀進行實時監測，污水含油率采用分光光度儀進行檢測［1］。

在分離器出口原油液量計量準確的情況下，影響純油量準確性的主要因素是分離器油水分離效果，評價分離效果好壞的主要指標是分離器出口原油含水率與分離器放水含油率。目前中原油田分公司第三采油廠分離器出口原油含水率控制在10%以內，污水含油率控制在1g／L以內。由于破乳難度大，分離效果差，尤其是進入開發后期，油水井措施多，產出液成分復雜，嚴重影響了分離器分離效果，導致上述2項指標很難控制。

2 分線計量影響因素分析

2.1 來液介質影響

1）油水井措施使產出液介質變差，降低破乳效果。在油田開采后期，油井措施成為穩產主要手段，油水井壓裂、酸化、調剖等措施的殘液，嚴重降低原油管道破乳效果，致使聯合站分線計量油水不分，一方面原油含水升高，另一方面放水含油嚴重超標，不但影響分線計量的精確性，而且因為產出了大量渣油給后續的污油處理帶來很大的困難。

2）液量變化引起分離器界面變化。如果產出液含氣量高，使介質在管道輸送過程中形成段塞流，液量波動較大，影響分離器界面的穩定性，造成分離器內部油水界面波動較大，會造成分離器出口原油含水升高或發生污水帶油現象。造成這種現象的還有采油區的摻水量的控制、油井開抽初期液量的變化、單井及支線掃線、將單拉井油打入干線等，這些都會造成分離器內部界面波動，導致分離器出口原油含水升高或放水帶油。

2.2 來液溫度

1）來液溫度對破乳效果的影響。管道破乳理想的破乳溫度在55℃左右，溫度過低嚴重影響破乳效果；來液溫度低，管線破乳不理想，油水分離效果不好，容易造成分離器出口原油含水高或污水帶油。

2）來液溫度低對分離工藝的影響。來液溫度低可造成分離器原油出口管線結蠟，管徑變細，油流不暢，致使油流入水倉，發生污水帶油現象。

2.3 端點加藥

端點加藥是用計量泵將一定比例的破乳劑連續打進輸油管線中，在原油輸送的過程中，破乳劑同輸送介質充分混合，在管道中破乳，使管道中的油水相發生變化。端點加藥是管道破乳的源頭，加藥正常與否對油水分離效果起著至關重要的作用，目前端點加藥容易出現的問題有：①低溫破乳劑質量不過關或藥品性能不穩定導致的油水不分；②配藥濃度達不到破乳臨界最低值時形成的油水不分；③配藥方式不正確或配藥罐無攪拌器，藥品稀釋不均勻導致的管道破乳不穩定；④加藥方式不連續造成的影響，如藥劑不能及時到位、加藥泵維修跟不上、藥罐抽空不能及時發現等，這些因素使破乳劑不能連續均勻的加入，導致分離器油水不分；⑤管道破乳層被破壞造成的影響，管道發生泄露如穿孔、竊油等，勢必會造成管道破乳層破壞，從而影響分離器分離效果。

2.4 聯合站內工藝故障影響

1）分離器結構及分離原理 三相高效分離器內部主要有聚結板、隔板，將整個容積分隔成緩沖倉、分離倉、油倉、水倉的一個壓力容器，緩沖倉為液體進口，分離倉內有集水管同水倉連通，水倉內有出水口同放水管線連接，油倉內有出油口同油管線連接，在分離倉上部有氣出口同天然氣管線連接 （見圖1）。油氣水混合物進入分離器后，進口分離筒把混合物大致分成氣液兩相，液體在緩沖倉經布液板、聚結板緩沖后進入分離倉，利用重力分離原理，密度較大的游離水沉降至分離倉底部形成水層，其上部是油水混合帶及油層；游離水通過集水管進入水倉，由出水口進入放水管線；而密度較小的原油通過收油槽溢流到油倉內，通過出油口流出，靠調節閥將分離器內油水界面控制規定高度，氣體經捕霧器后由氣出口流出。

2）影響原因分析 從分離器的分離原理可以看出，分離器的分離是依靠油氣水密度差的原理來實現的，對破乳效果好的油水混合物能很好的將游離水分離出來。但當原油破乳效果差，分離器難以將油水分離。通常，影響分離器分離效果的因素有以下幾個方面：

①分離器較臟。油水混合物攜帶的泥砂等物質，在進入分離器后，依靠重力，大部分沉積在分離器的底部，一小部分隨污水進入污水系統。沉積在分離器底部的泥砂較多時，會減少分離空間，縮短分離時間，影響分離效果。

②油氣水出口失控或不暢通。集水管堵塞、水倉出口及放水管線結垢堵塞、放水管線閘板脫落。造成水倉中的污水不能及時排出，從而抬高油水界面，部分水通過溢流槽進入油倉，勢必造成原油含水升高；原油過濾器堵塞、流量計卡、油管線結臘變細使油路不暢通，導致油倉液位升高，原油流入水倉而造成放水帶油；氣壓控制不穩影響到分離器內部油水界面的穩定，分離器內界面降低，部分原油隨污水放出，容易造成放水帶油現象發生。

③油水凡爾故障。凡爾卡、串氣、浮球穿孔脫落等導致出口失控或不暢現象，都能造成分離器原油含水升高，放水帶油現象發生。這些故障均能極易從液面高低現象來判斷。綜上所述，影響分線分離器效果的主要因素是來液介質、溫度、藥品及加藥過程、液量變化和分離器故障等。

圖1 三相高效分離器基本結構

3 提高分線計量準確性技術措施

3.1 改進分線計量工藝

1）改變分離器氣壓的控制方式，實現分離器壓力控制由單臺控制到整體控制轉變，單線壓力突然降低或升高時迅速得到補充或釋放，這樣可以減少單線壓力突然變化對分離效果的影響。

2）在分離器天然氣出口匯管安裝自立式壓力調節閥，使分離器壓力始終保持恒定，實現分離器壓力的穩定自動調節，減少人工調節壓力對分離器分離效果的影響。

3）根據每條線路來液介質的不同，對分離器集水管進行調整，使集水管處于油水分離的最佳高度，從而提高分離器的分離效果，優化了參數。

4）引進并應用高含水在線分析監測儀，并對含水監測數據采集分析系統進行升級，從而提高原油含水在線監測的準確性，消除了人工操作的不可控性。

5）提高產出液集輸溫度，使之達到50～55℃，保持產出液在運移過程中的破乳效果。

3.2 細化操作規程

1）制定了《分線計量管理規定》、《分離器維修管理規定》、《原油含水化驗管理規定》、《分離器操作規程》、《化驗操作規程》等，使聯合站在消除或降低影響分線計量誤差上做到有制度可依、有規程可循。

2）崗位工人對照操作規程定期對分離器進行排污，減少分離倉低部沉積物較多對分離效果的影響；定期對分離器進行檢修，包括分離器的清砂，油水凡爾及浮球的檢查、集水管檢查清理、放水管線清垢等措施，減少分離器及附件故障對分離效果的影響。

3）化驗崗職工根據操作規程，強化含水監測對比操作，且每周和采油區人員一起對比一次含水數據，減少在線含水監測系統漂移造成的分線計量誤差；同時強化放水含油化驗操作，為污水含油分析提供可靠真實的數據。

4 分線計量工藝方面存在的技術難題

4.1 分離器內部結構及附件還有缺陷

1）分離器內部嚴重腐蝕，分離器部分構件損壞；由于在聯合站無加藥防腐手段，分離器內部腐蝕現象十分嚴重，穿孔現象比較頻繁，3座聯合站在用的21臺分離器中，有17臺發生過穿孔而停用事件。目前，部分分離器內部的聚結板腐蝕損壞，影響了分離效果。

2）分離器集水管不可調，每次調整都要打開。三座聯合站在用的21臺分離器中，有19臺分離器集水管為固定式，當來液介質發生變化需要對分離器進行集水管調整時，必須打開分離器，不但操作繁瑣，而且需要時間較長，同時為打開分離器而將分離器內的部分原油排出也影響分線計量的精確性。

3）油水界面無法監控。分離器內部的油水界面不能在外部直觀地反映出來，平時的界面控制只是根據經驗，沒有可靠的依據。

4）分離器都是一個型號，沒有根據液量大小配置分離器。目前，第三采油廠在用均為?3000×9600的分離器，對于液量較高的線路如衛一線、明一線，介質在分離器內分離時間較短，達不到理想的分離效果，影響了分線計量的準確性。分離器油水出口管線、凡爾大小與液量不匹配。

5）分離器油水出口管線、凡爾大小未按照液量大小進行合理配置，特別是去年底油藏歸集以后，部分分離器出口管網與液量不匹配，如明一聯分線崗放水匯管太細，不能滿足生產需要。

4.2 來液介質變差，導致管道破乳程度降低

在油田開發后期，隨著油水井措施的增加，來液介質成分復雜，壓裂、酸化、調剖液等的破乳問題沒有突破，通過多油田的咨詢、調研，屬世界難題，無論怎樣改變分線計量工藝，也不能避免原油含水率、污水含油率超標現象的發生。

4.3 部分干線來油溫度較低

目前主要有衛東南線、馬二線、衛一復線、衛三線等干線的來液溫度較低，無法正常進行分離作業。

4.4 現有破乳劑的評價方式不能指導現場生產

破乳劑目前的室內評價標準是：脫水溫度55℃，脫水時間是90min，破乳濃度100ppm，脫水率達到標樣的90%以上。而采油三廠目前各條線的溫度最高在42℃，有的低達32℃左右，與室內評價溫度相差較遠。

5 結論與建議

1）聯合站要以提高分線計量工藝技術水平、強化操作管理為手段，進一步提高分線計量的精確性，降低分線計量誤差。

2）建議推廣應用新技術新工藝，努力改善分離器分離效果。在分離器內部安裝油水界面儀，實現油水界面可視化，為油水界面調控提供直觀依據；對三相高效分離器內部現有的集水管進行改造 ，使各分離器的集水管高度由固定改為可調式；引進新式聚結板，增強油水分離效果；引進高精度含水儀，保證含水波動時期計量的準確性；安裝大功率的高效分離器，有利于變化時的調節；引進低溫高效破乳劑，提高現有溫度下的原油破乳效果。

3）細化操作規程，強化信息溝通。強化化驗對比檢測，確?；灁祿恼鎸嵭浴⒓皶r性，為降低分線計量誤差提供可靠的數據；合理制定分離器檢修周期，減少分離器故障造成計量誤差；加強采油區與聯合站的溝通，更有利于信息溝通和整體調控。

［1］王光然 .油氣集輸 ［M］.北京：石油工業出版社，2006 .