称重式油井产量计量系统及数据采集与控制单元设计

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1、称重式油井产量计量系统及数据采集与控制单元设计1绪论1.1油井产量计量的现状油井产量的计量是油田生产管理中的一项重要工作.对油井产量进行准确、及时的计量对掌握油藏状况制定生产方案具有重要的指导意义。目前国内各油田采用的油井产量计量方法主要有玻璃管量油孔板测气、翻斗量油孔板测气、两相分离密度法和三相分离计量方法等。随着技术的进步,油田越来越需要功能强、自动化程度高的油井计量设备以提高劳动生产率和油田的管理水平。油井产量的准确及时计量是油田生产管理中的一项重要工作,对掌握油藏状况和制定生产方案,具有积极的作用

2、。传统的油井产量计量设备简单、耗资少，且无法实现油井产量的连续计量，只能近似的求出油井产量，原油系统误差比较大。例如两相分离仪表计量装置中使用的质量流量计往往会受计量装置中的气体含量、安装位置以及结蜡等因素影响，从而使计量精度存在一定的误差。而三相分离装置比较麻烦，不仅需要的设备多、仪表多，而且操作难度大、流程复杂、难于管理且维修费用高。其精度性、可靠性及适应性等方面难以达到要求。而称重式油井计量装置是一种集分离与计量功能于一身的装置,具有占地面积小、投资省、计量精度高、操作简便、能耗小、劳动强度低等特点

3、,能够替代传统立式油井计量分离器量油。1.2国内外技术目前油井生产系统流程为延续了40多年传统的“单井一计量站一接转站（或联合站）”的“三级布站”模式。国内所采用的计量方式主要有立、卧式两相分离器。人工取样化验含水率，智能涡轮测气仪测气。47与国内相比，在采出过程，转油站，联合站，油气输送网络等系统的自动化程度与使用的技术基本相同，只是某些设备比国内先进。外输与计量系统的控制主要包括精度计量系统的控制、罐区自动控制、换热及泵或压缩机的自动控制，其他辅助设备的控制，安全系统的自动控制等。这些自动控制系统从技

4、术方面讲都比较常规，只是国外主要设备先进，自动化程度较高。国内的计量系统的控制可以实现自动计量过程，但自动化程度不高，设备不够先进，与国外的计量系统存在差距[1]。美国、苏联的油井计量装置整体自动化水平比我们高。其计量装置中选井控制，界面、液位控制，计量过程都实现了自动化；选井阀有多通阀也有三通阀，而我国选井多采用手动，这就使自动化水平降低很多。美国的微机应用水平高，性能稳定可靠，而我们的微机在油井计量中的应用才刚刚开始，其可靠性、稳定性、技术水平等都不理想[2]。在油井计量中，采用多通阀选井，整个计量过

5、程中针对不同阶段，采用不同的计量方法。按照最恶劣的情况建设设计油田，即采用三相分离计量法，随着开采进行原油中含水率的升高，由最初的两相分离法逐渐过渡到采用三相分离法。为了实现在线连续计量，可以结合一些仪表配套使用[3]。随着世界自动化技术的飞速发展，我国油气田自动化技术也得到了快速提高。在采油井的产液量、含水率和产气量的计量上，为适应低产油井的需要，提出了许多新的计量方法，研制了相应设备，如三相不分离计量、功图法量油；生产过程控制系统PLC、DCS和SCADA系统的应用。另外，随着老油田进入高含水期，油井

6、计量的难度越来越大，提高目前井口计量精度和管理水平，已成为油田生产中亟待解决的一个重要课题。油气田生产过程监测控制和企业管理一体化信息技术，是未来油气田自动化发展的主要方向[4]。(1)向仪表化方向发展。随着技术的进步及各种气体和液体流量计的广泛应用，油井产量计量中采用操作读数方便简单的仪表成为必然趋势。(2)向高精度方向发展。随着油田开发的进行，生产状况越来越难以掌握，为了及时的掌控油田生产情况，高精度仪表的使用成为必须的条件。另外高精度仪表的成本随着技术的不断成熟，成本越来越低，促使其应用范围不断扩大

7、。(3)47向快速化方向发展。随着经济发展的加速，为了及时掌控油田油井的生产装况，必须缩短油井产量的计量周期，提高计量速度。(4)向自动化方向发展。自动化技术的应用降低了人工劳动强度，提高了劳动生产效率。在油井产量的计量过程实现自动化生产既是现下的目标，也是将来发展的唯一方向。1.3油井计量技术存在的问题(1)计量时间短，误差大传统油井计量流程复杂、投资大，“三天量一回，以点代面”计量方式导致单井日累计液量存在较大的误差，使得单井日报表液量不能真实地表现油井的实际产能状况；例如，玻璃管量油在进入高含水期后

8、，由于单位时间内液量的增加，量油时间缩短到1～2min，甚至更短。用如此短时间内的产量代表24h的产量，造成的误差往往达到10％以上。(2)人工测定原油含水率误差大要准确测量油井的产油量，就必须准确测出原油平均含水率。当前油田自动化和生产分析设计工作没有有机地结合，没有利用自动采集了的实时数据来建立以提高油井产量和系统效率为目标的工况诊断、优化设计、功图法量油计算分析系统；由于目前采用人工取样的方式测定原油含水率的精度与操作者