试析原油三相分离连续计量装置的研制及工业化

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1、浙江大学材料科学与化学工程学院硕士学位论文原油三相分离连续计量装置的研制及工业化姓名：黄柏根申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：何潮洪20080501浙江大学硕士学位论文摘要原油计量的准确性对整个油田的产量评估、国家经济建设和国家能源战略储备都具有举足轻重的作用。在总结课题组前期工作和经验的基础上，搭建了油气水三相分离设备的试验装置，并在孤岛油田做了大量试验。在气液分离部分，重点考察了设备旋流分离器的结构、除沫器大小与结构、挡板等部件对气液分离效果的影响，并确定了较合适的结构组合，以及各自的气液处理

2、极限，为设备气液分离部件的设计提供了良好的依据。在油水分离部分，考察了液量、进料含水率、油水液位控制、停留时间等因素对油水分离效果的影响，讨论了分离器、管道设计方法及流量计选取规则和注意事项，为分离器的设计提供了良好的依据。在现场试验部分，分别在CB26、CB701、KD34C、KD48、CBlF五个海上井组平台和冀东M5计量站运行了分离计量设备，效果良好。关键词：三相分离，气液分离，油水分离，计量独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加

3、以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝’江盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签冬撕签字日期：)洲艿年乡月c。日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝姿态堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权迸’江盘鲎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫

4、描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签务t勤厶五艮签字日期知驴‘月f9日学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：导师签名：彳锎以签字日期：冲‘月fD日电话：邮编：浙江人学硕十学位论文第一章文献综述1．1研究的目的与意义在油田生产过程中，伴随着原油一起被开采出来的还有大量的天然气、水及一些杂质。在油田开发初期，气油比很高，水含量很少或者基本没有，此时，油气两相分离比较方便，计量也比较简单。进入油田开发中后期，为了稳定产量，采用水驱、聚合物驱等方法，把原油从油

5、藏中驱逐出来【l】。目前，我国陆上油田大部分已进入开发后期，综合含水达到80％以上，部分油田已超过90％。随着含水率的上升，采出液总液量不断增加，这不仅大大提高了原油的含水，也给油水分离增加了困难，而且对油、气、水三相精确计量提出了更高的要求【2J。近年来，国内外在油田计量系统开发及应用方面作了大量的研究，纵观国外油井计量技术，仍以传统的油井计量分离器与相应的配套仪表相结合，实现油井的油、气、水产量计量，但是仪表水平、自动控制水平、数据处理传输技术却在不断提高。不断发展的新技术在油井计量中得到了应用，其中

6、有代表性的是科氏力流量计在油井计量和矿场含水原油输送计量中的应用【3J，但还是没有一套完整的计量精度标准体系。传统的三相分离计量系统采用油气水三相分离后计量的方法，技术较成熟、计量精度较高，但是存在占地广、投资大、所需设备的安装造价昂贵、当切换到另一口井计量时需要较长的时间才能达到稳定，然后才能计量等缺点【4】。本实验开发的三相计量装置采用三相分离计量技术，同时采用自动化连续控制，处理量大，简化了计量工艺，大大缩小了分离器体积，提高了分离效率，采用成熟可靠的计量仪表，不仅提高了计量精度，而且降低了生产成本

7、，适合于来液量变化大、含水率较高的油井，这使得产品的应用及推广成为可能。1．2多相流体的特点多相流通常是指同时存在两相或两相以上的物质流动，包括气液两相流、气固两相流、液固两相流、液液两相流以及气液液和气液固多相流。由于相界面之间有界面效应、相对速度引起的剪应力、输油管道工艺引起的多相混合，致使其流动特性远比单相流系统复杂、其特征参数也比单相流系统多。如同单相流可分为层流和湍流一样，多相流也有多种流动形式，或称流态。其流态主要有：泡状浙江人学硕士学位论文流、弹状流、塞状流、环状流、雾状流。流态取决于流体性

8、质、流速、管道工艺(1)不同的油井地区，状态千差万别。原油的种类繁多，通常把地面密度大于0．943、地下粘度大于50厘泊的原油叫稠油，与一般的原油不同，由于黏度大，密度大，给大规模开采带来了很大的难度。辽河、新疆、胜利和河南等油田是我国的主要稠油产区。(2)同一油区的不同时期，情况差异也非常大。油田开发初期、中期和后期，乳化剂三者共聚一体，在油井井筒、油嘴、管道、机泵中充分接触混合。出现了水包油、油包水、水包油包水、油包水包油