倒分系數(shù)計(jì)量方式在處理站的應(yīng)用

宋志俊 解兆友 張建紅 曹 嫚 彭航真

中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司 第一采油廠 （陜西 延安 716000）

某油田于1988年投入開(kāi)發(fā)，2010年年產(chǎn)量突破300萬(wàn)t，目前共有原油集中處理站9座，內(nèi)部交接計(jì)量點(diǎn)11個(gè)，其中動(dòng)態(tài)交接點(diǎn)6個(gè)，主要采取流量計(jì)計(jì)量液量、含水分析儀測(cè)定含水率，人工測(cè)定密度的方法。靜態(tài)方式交接點(diǎn)4個(gè)，主要采取大罐人工檢尺、測(cè)溫、測(cè)密的方法。采用靜態(tài)交接結(jié)合流量計(jì)倒分系數(shù)方式交接點(diǎn)1個(gè)，主要采取大罐靜態(tài)計(jì)量總液量，參考流量計(jì)、含水分析儀總量計(jì)算產(chǎn)量系數(shù)，分別計(jì)算各作業(yè)區(qū)產(chǎn)量的方法。某處理站是該油田唯一一個(gè)使用倒分系數(shù)法計(jì)量的站點(diǎn)，負(fù)責(zé)3個(gè)采油作業(yè)區(qū)含水原油的處理、計(jì)量和外輸3項(xiàng)工作任務(wù)。

油田于1988年投入工業(yè)開(kāi)發(fā)，原油產(chǎn)量不斷遞增，尤其是某區(qū)塊，作為油田的主力產(chǎn)能區(qū)塊，準(zhǔn)確計(jì)量該區(qū)原油產(chǎn)量，可以有效的分析作業(yè)區(qū)塊產(chǎn)能情況，對(duì)上產(chǎn)工作方針的制定提供數(shù)據(jù)指導(dǎo)。同時(shí)，根據(jù)收入分配制度要求，作業(yè)區(qū)塊的產(chǎn)能完成情況直接決定了員工的個(gè)人業(yè)績(jī)，所以準(zhǔn)確計(jì)量區(qū)塊產(chǎn)量，還能有效提高員工工作的積極性，不僅對(duì)該油田產(chǎn)能提高有效促進(jìn)，同時(shí)，還對(duì)企業(yè)團(tuán)隊(duì)的和諧發(fā)展提供動(dòng)力。

由于負(fù)責(zé)處理、計(jì)量3個(gè)采油作業(yè)區(qū)含水原油，而使用單一的靜態(tài)計(jì)量或者動(dòng)態(tài)計(jì)量均不能滿足準(zhǔn)確計(jì)量的工作要求。

（1）當(dāng)前站庫(kù)計(jì)量設(shè)施不能滿足靜態(tài)計(jì)量的要求。如果使用靜態(tài)計(jì)量3個(gè)采油作業(yè)區(qū)的產(chǎn)量，需要3個(gè)沉降罐、4個(gè)凈化罐，根據(jù)目前儲(chǔ)罐設(shè)施情況（2個(gè)沉降罐、3個(gè)凈化罐）不能將3個(gè)采油作業(yè)區(qū)產(chǎn)量分開(kāi)計(jì)量，該集中處理站的設(shè)計(jì)處理量為7 600 m3/d，而實(shí)際來(lái)液量為4 500m3/d，不必要因計(jì)量原因擴(kuò)建站庫(kù)，造成資源浪費(fèi)。

（2）動(dòng)態(tài)計(jì)量不能滿足準(zhǔn)確計(jì)量要求。集中處理站的動(dòng)態(tài)計(jì)量有2種方法：①用流量計(jì)和含水分析儀相結(jié)合計(jì)量含水原油油量；②使用流量計(jì)和含水分析儀進(jìn)行計(jì)量?jī)艋偷姆椒?。?duì)于第1種方法由于含水原油的含水率波動(dòng)較大（20%～90%），含水分析儀測(cè)得的含水不準(zhǔn)確，影響計(jì)量準(zhǔn)確性；第2種方法流量計(jì)位于三相分離器后，三相分離器運(yùn)行壓力為0.18MPa左右，三相分離器中部分氣體溶于原油內(nèi)，流量計(jì)會(huì)將部分氣體作為原油計(jì)量，流量計(jì)不能準(zhǔn)確反映真實(shí)液量，從而造成計(jì)量油量誤差較大（表 1）。

表1 大罐計(jì)量和后端計(jì)量對(duì)比表

1 倒分系數(shù)計(jì)量方式在處理站的應(yīng)用

1.1 倒分系數(shù)的應(yīng)用情況

某處理站負(fù)責(zé)處理、計(jì)量3個(gè)采油作業(yè)區(qū)含水原油。首先使用流量計(jì)、含水分析儀對(duì)組成作業(yè)區(qū)外輸含水原油的轉(zhuǎn)油站、增壓點(diǎn)原油產(chǎn)量進(jìn)行1次計(jì)量，每個(gè)采油作業(yè)區(qū)的含水原油使用1具三相分離器進(jìn)行處理后，再使用流量計(jì)、含水分析儀對(duì)每個(gè)采油作業(yè)區(qū)的凈化油產(chǎn)量進(jìn)行2次計(jì)量；所有作業(yè)區(qū)凈化油全部進(jìn)儲(chǔ)油罐，通過(guò)儲(chǔ)油罐對(duì)所有作業(yè)區(qū)的凈化油進(jìn)行3次計(jì)量。

1.2 倒分系數(shù)的定義

由于動(dòng)態(tài)計(jì)量、靜態(tài)計(jì)量都不能滿足準(zhǔn)確計(jì)量的要求，所以使用倒分系數(shù)法對(duì)各采油作業(yè)區(qū)的產(chǎn)量進(jìn)行計(jì)量。倒分系數(shù)是指大罐計(jì)量油量和流量計(jì)計(jì)量油量的比值。因此，倒分系數(shù)計(jì)量方法的實(shí)質(zhì)就是使用大罐計(jì)量的油量為最終計(jì)量結(jié)果，使用三相分離器后的3個(gè)流量計(jì)計(jì)量的油量多少來(lái)劃分各采油作業(yè)區(qū)的產(chǎn)量。

1.3 倒分系數(shù)的計(jì)算方法

倒分系數(shù)為大罐計(jì)量油量和流量計(jì)計(jì)量油量的比值，該計(jì)算方法如下：

C后端=t大罐÷∑t后端流量計(jì)

式中C后端——后端倒分系數(shù)；

t大罐——大罐計(jì)量油量，t；

∑t后端流量計(jì)——三相分離器后流量計(jì)計(jì)量之和，t。

各作業(yè)區(qū)產(chǎn)量計(jì)算公式為：

2 倒分系數(shù)計(jì)量方式誤差分析

對(duì)于使用三相分離器作為主要含水原油處理設(shè)備的處理站，當(dāng)生產(chǎn)工況穩(wěn)定時(shí)，倒分系數(shù)理論上應(yīng)該是一個(gè)固定值。這就和動(dòng)態(tài)計(jì)量中流量計(jì)系數(shù)一樣，從倒分系數(shù)的計(jì)算公式來(lái)看，當(dāng)流量計(jì)計(jì)量結(jié)果或者大罐計(jì)量結(jié)果產(chǎn)生誤差時(shí)，都會(huì)造成倒分系數(shù)的波動(dòng)，因此，倒分系數(shù)的穩(wěn)定性可以直接判斷計(jì)量誤差的大小。

2.1 三相分離器運(yùn)行壓力對(duì)倒分系數(shù)計(jì)量準(zhǔn)確性的影響

由于三相分離器運(yùn)行壓力較高，一些不穩(wěn)定氣體溶于原油，同時(shí)，一些氣體同原油的二相混合物一塊進(jìn)入流量計(jì)，增大了計(jì)量體積，流量計(jì)會(huì)將部分氣體作為原油進(jìn)行計(jì)量，使t流量計(jì)計(jì)算值偏大，而進(jìn)入儲(chǔ)罐后，成為常壓，氣體通過(guò)呼吸閥釋放至大氣，從而導(dǎo)致系數(shù)C減小。表現(xiàn)為：倒分系數(shù)隨著三相分離器運(yùn)行壓力的升高而降低。

2.2 原油含水測(cè)定誤差對(duì)倒分系數(shù)計(jì)量準(zhǔn)確性的影響

原油含水測(cè)定對(duì)倒分系數(shù)的影響主要有2方面：①后端含水分析儀含水測(cè)定誤差的影響，由于三相分離器出口含水一直穩(wěn)定在0.1%，含水分析儀測(cè)量誤差較小，對(duì)倒分系數(shù)的波動(dòng)影響較??；②在計(jì)算大罐含水測(cè)定誤差對(duì)系數(shù)的影響時(shí)，該含水測(cè)定引起的誤差主要為沉降罐內(nèi)乳化油含水不易準(zhǔn)確測(cè)定引起的誤差，測(cè)量含水較實(shí)際含水高，倒分系數(shù)降低。實(shí)測(cè)含水率17.58%時(shí)計(jì)算的含水率為0.903 8；當(dāng)含水率降低或增加1.0%時(shí)系數(shù)相差0.016，油量計(jì)量相差約40t，計(jì)量誤差率為1.7%。

2.3 其他因素對(duì)倒分系數(shù)計(jì)量準(zhǔn)確性的影響

2.3.1 人員操作對(duì)系數(shù)的影響

人員操作主要對(duì)系數(shù)的影響有以下幾個(gè)方面：①流量計(jì)數(shù)據(jù)的讀取時(shí)間和大罐檢尺不一致；②流量計(jì)讀數(shù)讀取錯(cuò)誤以及大罐檢尺錯(cuò)誤；③罐溫、密度、含水測(cè)量錯(cuò)誤。所以，人員操作不當(dāng)也會(huì)對(duì)倒分系數(shù)產(chǎn)生一定的影響。

2.3.2 計(jì)量器具的影響

機(jī)械式流量計(jì)運(yùn)行一段時(shí)間就會(huì)出現(xiàn)計(jì)量不準(zhǔn)確的情況發(fā)生。理論上認(rèn)為是長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，旋轉(zhuǎn)部件和殼體之間摩擦，導(dǎo)致2者空間間隙加大，漏量增大。而倒分系數(shù)是3個(gè)流量計(jì)系數(shù)的平均值，所以當(dāng)1個(gè)流量計(jì)系數(shù)發(fā)生改變時(shí)，其他2個(gè)流量計(jì)也會(huì)改變，就會(huì)造成計(jì)量不準(zhǔn)確的情況發(fā)生。

3 穩(wěn)定倒分系數(shù)的一些做法

（1）使用電磁閥控制干氣對(duì)三相分離器進(jìn)行補(bǔ)氣，三相分離器運(yùn)行壓力為0.18MPa，使流量計(jì)的運(yùn)行工況穩(wěn)定，凈化油含氣量穩(wěn)定在固定范圍，減小倒分系數(shù)的波動(dòng)，提高計(jì)量的準(zhǔn)確性。

（2）使用端點(diǎn)加藥、管道破乳、雙沉降罐運(yùn)行的方式降低沉降罐的乳化層厚度，以降低原油含水測(cè)定不準(zhǔn)確對(duì)倒分系數(shù)穩(wěn)定性的影響。同時(shí)，加強(qiáng)化驗(yàn)員技能素養(yǎng)的培育，嚴(yán)格按照國(guó)標(biāo)內(nèi)容進(jìn)行原油取樣與化驗(yàn)，降低原油含水測(cè)定誤差引起倒分系數(shù)發(fā)生波動(dòng)。

（3）推廣應(yīng)用數(shù)字化。原油儲(chǔ)罐的液位可以實(shí)時(shí)讀取，流量計(jì)的運(yùn)行情況可以實(shí)時(shí)監(jiān)控，三相分離器處理的凈化油含水?dāng)?shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)生成，就降低了人員操作誤差引起倒分系數(shù)的波動(dòng)。

（4）嚴(yán)格按照要求進(jìn)行流量計(jì)選型，并定期標(biāo)定流量計(jì)，確保流量計(jì)本身計(jì)量的準(zhǔn)確性。及時(shí)分析流量計(jì)運(yùn)行情況，降低因流量計(jì)誤差造成的系數(shù)波動(dòng)。

4 結(jié) 論

（1）倒分系數(shù)法其實(shí)就是一種以流量計(jì)計(jì)量為依據(jù)，以大罐計(jì)量為結(jié)果的動(dòng)靜態(tài)計(jì)量方式相結(jié)合的計(jì)量方法。從某種程度上來(lái)說(shuō)它就是動(dòng)態(tài)計(jì)量，而流量計(jì)系數(shù)就是每天通過(guò)儲(chǔ)油罐進(jìn)行標(biāo)定，倒分系數(shù)其實(shí)就是3個(gè)后端流量計(jì)系數(shù)的平均值。

（2）倒分系數(shù)的應(yīng)用，有效的解決了在現(xiàn)有的處理設(shè)施情況下，不能使用單一動(dòng)態(tài)或者靜態(tài)計(jì)量實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確計(jì)量的難題，有效地利用現(xiàn)有設(shè)施，節(jié)約生產(chǎn)成本。

（3）倒分系數(shù)的穩(wěn)定需要技術(shù)人員對(duì)集輸系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)行情況清楚掌握，以判斷存在的問(wèn)題，及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)，以確保計(jì)量的準(zhǔn)確性。