海洋石油162含水分析儀維修與調試

鄭天為

摘? 要：海洋石油162平臺含水分析儀數據不準確一直是困擾平臺生產和儀表專業的一大難題。油井含水率的在線準確計量對于確定油井出水、出油層位、估計原油產量、預測油井的開發壽命、油井的產量質量控制、油井狀態監測等具有非常重要的意義。文章通過對海洋石油162平臺含水分析儀存在的故障進行分析、維修、調試，解決了含水分析儀無法測量的問題。

關鍵詞：含水分析儀;傳感器;含水率;分離器

中圖分類號：TE95? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）04-0106-02

Abstract： The inaccuracy of water cut analyzer data of offshore oil 162 platform has always been a big problem for platform production and instrument specialty. The on-line accurate measurement of water cut of oil well is of great significance to determine the water yield， oil production horizon， estimate the crude oil production， predict the development life of oil well， control the production quality of oil well and monitor the state of oil well. In this paper， through the analysis， maintenance and debugging of the faults of the water cut analyzer on the 162 platform of offshore oil， the problem that the water cut analyzer cannot measure is solved.

Keywords： moisture analyzer; sensor; moisture content; separator

1 概述

海洋石油162平臺計量分離器采用的是多相流量計系統，計量系統的核心為GLCC分離器技術及優化控制系統。經GLCC分離后的氣相和液相通過單相流儀表單獨計量，分離出口的氣相液滴達到10微米以內，液相出口含氣率在1%以內，從而保證液位測量的精度。含水分析儀測量的是GLCC分離后液相出口的含水率，結合耶魯儀表的流量可以算出多相流量計液路水的流量和油的流量，并在現場本地控制盤上顯示當前單井產油、產水以及含水率。數據同步傳送至中控。平臺單井的日產量主要通過計量分離器的流量計進行計量，經過含水分析儀得出油井實時產油、產水，如果含水分析儀顯示不準確，就需要每小時進行量艙計算單井的含水率，如果頻繁的量艙會導致平臺量艙尺的損壞。

2 含水分析儀構成及工作原理

GLCC是一種小型高效分離器，依靠旋流，聚結和多相流體動力進行氣液分離。它的進口由傾角向下的管道沿切線方向與鉛垂管道相邊，多相流經過預分離后進入主分離器。由于旋流作用，在主分離器中，離心力、重力和浮力形成一個倒圓錐渦流面。密度大的液體沿著鉛錘管道的管壁流到分離器底部，密度小的氣體沿著渦旋的中央上升至分離器頂部，最終氣體和液體分別從分離器頂部和底部流向下游。含水分析儀就安裝在GLCC液相出口。如圖1所示。

由于水和油兩種液體之間分子結構差異，導致介電常數的不同，因而呈現的射頻阻抗特性的差異。含水分析儀利用射頻導納傳感探頭深入到計量分離器液相管線中，該傳感器對被測含水原油的介電常數敏感。而含水原油的介電常數隨含水率變化，敏感探頭將含水率的變化轉化成探頭的射頻導納量的變化，使射頻導納傳感器輸出一個和含水率對應變化的電信號，從而測出含水原油的含水率。

3 含水分析儀故障現象

海洋石油162平臺的計量分離器2016年由某廠家制造，2017年安裝并由其廠家進行簡易測試。平臺在2018年在曹妃甸2-1試采作業時，含水分析儀工作正常，可以準確測量實時含水率。自平臺從曹妃甸2-1試采結束至今年已停電一年有余。2019年10月平臺在埕海1-1投產，計量分離器投運，在計量過程中發現含水分析儀顯示的含水率一直保持在25%左右且數值不變，經過實際量艙對比，發現實際原油含水在60%左右，誤差在35%以上。換另外一口油井計量也顯示是25%左右，不計量的時候數值也不變。同時，流量計顯示的數也不準確，比通過量艙尺測量出來的量要偏大50方左右。

4 含水分析儀故障維修及調試

4.1 含水分析儀含水率測量不準的原因分析

4.1.1 傳感器測量單元故障

將傳感器從管線中取出，清潔傳感器表面，外觀檢查，信號電纜檢查，均未發現異常。重新投用，在沒有液體進入的情況下，分析儀顯示含水量：25%左右，波動量不大，基本穩定。結論：傳感器測量單元正常。

4.1.2 含水分析儀參數設置錯誤

檢查含水分析儀的設置參數。各項參數均為0。平臺測試分離器未投入至今已經1年多，含水儀的所有的出廠默認值參數都寫在PLC的Flash ROM內，此類存儲器需要帶電保存，該PLC斷電后時鐘可以保持運行10天，超過一定時間現場調試值將會返回出廠默認值。由于該設備已經停電一年多，通過查看PLC發現設備出廠時寫在EEPROM模塊中的用戶數據已全部清零，從而造成此含水儀完全無法工作，無論進油與否水含量WCT始終顯示25%。

4.2 含水分析儀參數設定及調試

根據含水分析儀出廠資料，結合現場工況，重新編寫新的用戶數據并寫入含水儀。然后在不同油井中測試含水分析儀的測量值。

4.2.1 含水分析儀計量數據

計量管線：3"150#，壓力：5kPa，流量6.5m3/h，介質密度：917kg/m3，氣相流量：0，氣相調節閥全關。

含水分析儀：Vc：1.523，Vr：3.456，T1：82。

含水儀工作在液相狀態，含水分析儀含水率顯示為28.1%，將表1各項參數，輸入含水分析儀計算機處理單元。

4.2.2 含水分析儀測量值與化驗值對比

第1天，輸入附表1參數并調試后測試30#井，含水率曲線比較平穩，含水基本在14%左右，化驗室取樣化驗值14.5%，基本一致。第2天，整天含水分析儀顯示有波動，30#含水率顯示14%，高點是24%左右，低點10%，化驗室取樣化驗值：14.3%，基本一致。第3天，測試1#井，壓力：338kPa，液相流量12m3/h，含水率顯示非常平穩，顯示值1.8%，化驗室取樣化驗值：1.7%，基本一致。通過調整參數，不同油井的含水率都能與化驗室取樣化驗數值相吻合，表明含水分析儀已恢復正常工作狀態。

4.3 多相流量計調試

修改計量系統調節閥PID參數，以適應油井計量需要。修改前、后的參數對比值，見表2。

經過對比，通過多項流量計量得到數據和通過量艙尺測量的數據基本一致。

5 結束語

這次故障是含水分析儀長期斷電、計量系統排空引起的，因此在含水分析儀及其測試系統不使用時，必須保持計量系統通電，以免EEPROM數據丟失。經過對含水分析儀原程序進行上裝，修改，下載等操作后，含水分析儀恢復正常工作狀態，能正常的測量油井含水。

需要注意的是，計量分離器在工作時，GLCC必須有液位，否則液位儀表和含水分析儀均會竄氣而計量不準。含水分析儀進天然氣，會將進入的天然氣當作油來處理，造成含水率不準。而竄氣后的科里奧利管起震困難，也會加大質量流量計功率，影響多相流量計工作穩定。

參考文獻：

[1]黃光輝，等.原油含水分析儀的應用[J].油氣田地面工程，2000（06）：41-42.

[2]鄧燕，等.降低海洋石油平臺含水分析儀測量誤差的措施[J].化工自動化及儀表，2018，45（06）：439-441.