編號2023年中國油氣數字化三相計量中原油田分公司聯系：電子郵箱：2023年4月數字化三相計量摘要：隨著科技的開展，推動開展數字化油田建設。數字化三相計量充分利用現代化的自動化控制系統、數據分析系統，實現對油田單井、計量站、聯合站等根本生產單元的有效控制，在油田“戰寒冬、求生存、謀開展〞的時期，降低人員的勞動強度，提高油田的生產與管理效率，實現油田的低本錢開發，到達了強化平安、過程監控、節約人力資源和提高效益的目標，從而推動中原油田又快又好開展的開展。一、油氣液三相計量石油開采過程中，從油井采出的液體為含水原油和伴生氣，通常把油、氣、液三種流體的混合稱為三相流。長期以來油田的三相流計量主要是抽樣計量，即把一天中某一時間段的抽樣數據折算成一天的數據，并上報匯總。此方法手段落后，數據正誤難以查考，加上易受人為因素干擾，根本誤差都在10%以上，存在著計量不準、流程繁瑣、效率低下、人工勞動強度大等弊端，給地質分析造成偏差，不利于油田的開發生產，很難滿足油田生產和管理的需要。我國在三相流計量方面的技術開展起始于上世紀八十年代，做為“863方案〞的組成局部，國內一些科研院所、大專院校建立了有許多三相流實驗室和實驗裝置，陸續有一些研究成果和樣機面世，國內如蘭州海默、蘭州科慶、西安開爾、寧波威瑞泰、上海一諾；國外有法國的斯倫貝謝〔Schlumberger〕公司、挪威的羅克塞爾(ROXAR)公司、美國的Agar。二、三相計量裝置在數字化油田建設下的開展目前，我國的石油天然氣勘探開發已經進入了二次創業時期，剩余油氣藏普遍存在于復雜的生儲蓋地質環境中，具有埋藏更深、更隱蔽、更難開采的特點，數字化油田將改變傳統的油田生產經營模式，以一種全新的數字化作業方式代替傳統的手工或半手工的工作方式。數字化油田充分利用現代化的自動化控制系統、網絡系統、監控系統和數據分析系統，實現對油田單井、管線、站場等根本生產單元的有效管理和控制，實現一次性數據采集及數據傳輸、處理實時化、自動化，油氣生產施工現場操作智能化、自動化和高效化，滿足油田日常生產運行、生產管理、生產監控、設備管理、成果展示的需求，到達過程受控、強化平安、節約人力資源和提高效益的目標，使油田整體效益、管理水平及管理層次和油田核心競爭力顯著提高。三相計量裝置是單井、計量站、聯合站等現場的重要計量裝置，實現數字化主要依托PLC控制系統，實現裝置全自動化，能夠自動別離油、氣、液三相流，準確測量油、氣、液的各項指標及數字顯示，測量信號經由PLC系統采集和處理，得到液量、含油、含水、含氣、系統壓力、溫度等關鍵數據，并自動控制閥門開關，實現無人值守。通過網絡實現遠程通訊和遠程數據處理，不僅能夠準確測量三相流的總質量、流量，還能準確計算出含水率、純油量，同時實現三相流各項參數瞬時值及曲線的實時顯示，報表合成、數據的存儲和傳遞功能，通過對數據的分析，自動生成油井產出液三相流計量曲線和生產報表，供生產管理部門進行決策。為實現油井精細化管理提供了科學保障。三相計量裝置主要包括液氣別離裝置、氣體超聲波流量計、質量流量計、調節儀、控制顯示器、管線等六局部。將需要計量的三相流經管道、擴張管流入氣液別離控制罐，經由旋流別離，碰撞破氣，分氣調節儀等多道別離氣體措施，使得氣相徹底別離。別離出的氣體經由超聲流量計計量，液體流經質量流量計，實現液相總量和基于油水差異分析的含水率的實時計量。其中質量流量計不僅可以直接測量液體的質量流量外，還可以直接測量液體的密度和溫度，還可由質量流量和液體密度派生出雙組分溶液中深質的濃度，能準確實現對原油的含水分析，可提供多種參數的顯示和輸出。通過在遼河油田、長慶油田的試用，得出此三相計量裝置的適用工況環境，介質要求為：含水率0-100%，含氣率0-100%，液相粘度小于10000mPa.s的，壓損小于0.1MPa，介質溫度0-120℃，環境溫度0-55℃；此三相計量裝置處理最大日產液量7000m3，處理最大日產氣量9000m3，公稱壓力可到達6.4MPa，計量精度可到達：液相相對誤差0.5%，含水率相對誤差2%，氣相相對誤差1%。下列圖為中原油田采油一廠2023年3月份抽取時間產量情況單位：t/d時間采油一廠平均單井產量采油一廠聯合站平均處理量產液量產油量產氣量處理液量計量油量處理氣量3-127.711.822208.596777.00445.5051000.003-627.451.839224.496726.50450.5055000.003-1227.241.814223.146592.00439.0054000.003-2027.421.824179.756634.50441.5043500.003-2827.371.805197.516582.50434.0047500.00從上圖數據分析，此三相計量裝置適合在單井、計量站、聯合站上推廣使用。三、現場應用以采油一廠為例，采油一廠共有723井口，分為四個油藏管理區，管理70個計量站，輸送到2個聯合站中。從采油井采出混合液后輸送到計量站，計量站進行氣液別離，計量氣量、液量，不定期〔1-10天〕做人工取樣做采液量含水化驗分析，初步測算出氣產量、油產量；然后輸送到聯合站，利用三項別離器進行油、氣、水三項別離，進行精確油、氣計量，在對別離出的含水原油進行加溫進電脫水器進行脫水，在二次加溫進原油穩定塔穩定，最后外輸給油氣儲運管理處。采油一廠2023年3月份平均開井489口，有70個計量站，2個聯合站，計量站平均5天取樣化驗一次、每天抄表一次，聯合站每天取樣化驗一次、每天抄表一次，那么一個月共需化驗480人次，計量抄表2232人次，在此過程中存在具有平安隱患、化驗誤差較大、計量不準確的現象。假設采用數字化三相計量系統，每廠只需一個工作人員在電腦前工作，即可匯總全廠產液量，分析油、氣、水生產狀態，防止人為生產的干擾，提高了生產平安和平穩運行的可靠性，降低現場作業人的平安風險，甚至可以將原“油井--計量站--聯合站〞兩級布站方式改變為“油井--聯合站〞一級布站方式，縮短了輸送距離，簡化了工藝流程，提高集輸系統效率。中原油田2023年3月1日開井數3110口計算，其中采油一廠開井489口，采油二廠開井764口，采油三廠開井854口，采油四廠開井523口，采油五廠開井489口，采油六廠開井181口，內蒙采油開井156口，油氣開發公司開井15口，內蒙探區開井70口，涉及九個生產部門；其中中原油田本部面積5300平方千米，內蒙地區面積3萬多平方千米，牽涉面積巨大；每天的計量工作相當繁重，基層工人勞動強度大。采用數字化三相計量裝置，推動了工藝技術的進步和勞動組織架構優化，降低了平安環保風險和勞動強度，提高了勞動效率和生產管理水平，到達了控制用工總量、低本錢開發的目的，適應了中原油田的需要，促進了油田管理的現代化。目前國際市場油價在低價運行，油田進行“戰寒冬、求生存、謀開展〞的時期，加強數字化油田建設，油田生產進行標準化設計、模塊化建設、標準化采購、信息化提升，以促進石油的平安生產效率，在降低人員的勞動強度，進而更好地提高