倒分系数计量方式在处理站的应用

宋志俊 解兆友 张建红 曹 嫚 彭航真

中国石油长庆油田分公司 第一采油厂 （陕西 延安 716000）

某油田于1988年投入开发，2010年年产量突破300万t，目前共有原油集中处理站9座，内部交接计量点11个，其中动态交接点6个，主要采取流量计计量液量、含水分析仪测定含水率，人工测定密度的方法。静态方式交接点4个，主要采取大罐人工检尺、测温、测密的方法。采用静态交接结合流量计倒分系数方式交接点1个，主要采取大罐静态计量总液量，参考流量计、含水分析仪总量计算产量系数，分别计算各作业区产量的方法。某处理站是该油田唯一一个使用倒分系数法计量的站点，负责3个采油作业区含水原油的处理、计量和外输3项工作任务。

油田于1988年投入工业开发，原油产量不断递增，尤其是某区块，作为油田的主力产能区块，准确计量该区原油产量，可以有效的分析作业区块产能情况，对上产工作方针的制定提供数据指导。同时，根据收入分配制度要求，作业区块的产能完成情况直接决定了员工的个人业绩，所以准确计量区块产量，还能有效提高员工工作的积极性，不仅对该油田产能提高有效促进，同时，还对企业团队的和谐发展提供动力。

由于负责处理、计量3个采油作业区含水原油，而使用单一的静态计量或者动态计量均不能满足准确计量的工作要求。

（1）当前站库计量设施不能满足静态计量的要求。如果使用静态计量3个采油作业区的产量，需要3个沉降罐、4个净化罐，根据目前储罐设施情况（2个沉降罐、3个净化罐）不能将3个采油作业区产量分开计量，该集中处理站的设计处理量为7 600 m3/d，而实际来液量为4 500m3/d，不必要因计量原因扩建站库，造成资源浪费。

（2）动态计量不能满足准确计量要求。集中处理站的动态计量有2种方法：①用流量计和含水分析仪相结合计量含水原油油量；②使用流量计和含水分析仪进行计量净化油的方法。对于第1种方法由于含水原油的含水率波动较大（20%～90%），含水分析仪测得的含水不准确，影响计量准确性；第2种方法流量计位于三相分离器后，三相分离器运行压力为0.18MPa左右，三相分离器中部分气体溶于原油内，流量计会将部分气体作为原油计量，流量计不能准确反映真实液量，从而造成计量油量误差较大（表 1）。

表1 大罐计量和后端计量对比表

1 倒分系数计量方式在处理站的应用

1.1 倒分系数的应用情况

某处理站负责处理、计量3个采油作业区含水原油。首先使用流量计、含水分析仪对组成作业区外输含水原油的转油站、增压点原油产量进行1次计量，每个采油作业区的含水原油使用1具三相分离器进行处理后，再使用流量计、含水分析仪对每个采油作业区的净化油产量进行2次计量；所有作业区净化油全部进储油罐，通过储油罐对所有作业区的净化油进行3次计量。

1.2 倒分系数的定义

由于动态计量、静态计量都不能满足准确计量的要求，所以使用倒分系数法对各采油作业区的产量进行计量。倒分系数是指大罐计量油量和流量计计量油量的比值。因此，倒分系数计量方法的实质就是使用大罐计量的油量为最终计量结果，使用三相分离器后的3个流量计计量的油量多少来划分各采油作业区的产量。

1.3 倒分系数的计算方法

倒分系数为大罐计量油量和流量计计量油量的比值，该计算方法如下：

C后端=t大罐÷∑t后端流量计

式中C后端——后端倒分系数；

t大罐——大罐计量油量，t；

∑t后端流量计——三相分离器后流量计计量之和，t。

各作业区产量计算公式为：

2 倒分系数计量方式误差分析

对于使用三相分离器作为主要含水原油处理设备的处理站，当生产工况稳定时，倒分系数理论上应该是一个固定值。这就和动态计量中流量计系数一样，从倒分系数的计算公式来看，当流量计计量结果或者大罐计量结果产生误差时，都会造成倒分系数的波动，因此，倒分系数的稳定性可以直接判断计量误差的大小。

2.1 三相分离器运行压力对倒分系数计量准确性的影响

由于三相分离器运行压力较高，一些不稳定气体溶于原油，同时，一些气体同原油的二相混合物一块进入流量计，增大了计量体积，流量计会将部分气体作为原油进行计量，使t流量计计算值偏大，而进入储罐后，成为常压，气体通过呼吸阀释放至大气，从而导致系数C减小。表现为：倒分系数随着三相分离器运行压力的升高而降低。

2.2 原油含水测定误差对倒分系数计量准确性的影响

原油含水测定对倒分系数的影响主要有2方面：①后端含水分析仪含水测定误差的影响，由于三相分离器出口含水一直稳定在0.1%，含水分析仪测量误差较小，对倒分系数的波动影响较小；②在计算大罐含水测定误差对系数的影响时，该含水测定引起的误差主要为沉降罐内乳化油含水不易准确测定引起的误差，测量含水较实际含水高，倒分系数降低。实测含水率17.58%时计算的含水率为0.903 8；当含水率降低或增加1.0%时系数相差0.016，油量计量相差约40t，计量误差率为1.7%。

2.3 其他因素对倒分系数计量准确性的影响

2.3.1 人员操作对系数的影响

人员操作主要对系数的影响有以下几个方面：①流量计数据的读取时间和大罐检尺不一致；②流量计读数读取错误以及大罐检尺错误；③罐温、密度、含水测量错误。所以，人员操作不当也会对倒分系数产生一定的影响。

2.3.2 计量器具的影响

机械式流量计运行一段时间就会出现计量不准确的情况发生。理论上认为是长时间的运行，旋转部件和壳体之间摩擦，导致2者空间间隙加大，漏量增大。而倒分系数是3个流量计系数的平均值，所以当1个流量计系数发生改变时，其他2个流量计也会改变，就会造成计量不准确的情况发生。

3 稳定倒分系数的一些做法

（1）使用电磁阀控制干气对三相分离器进行补气，三相分离器运行压力为0.18MPa，使流量计的运行工况稳定，净化油含气量稳定在固定范围，减小倒分系数的波动，提高计量的准确性。

（2）使用端点加药、管道破乳、双沉降罐运行的方式降低沉降罐的乳化层厚度，以降低原油含水测定不准确对倒分系数稳定性的影响。同时，加强化验员技能素养的培育，严格按照国标内容进行原油取样与化验，降低原油含水测定误差引起倒分系数发生波动。

（3）推广应用数字化。原油储罐的液位可以实时读取，流量计的运行情况可以实时监控，三相分离器处理的净化油含水数据可以实时生成，就降低了人员操作误差引起倒分系数的波动。

（4）严格按照要求进行流量计选型，并定期标定流量计，确保流量计本身计量的准确性。及时分析流量计运行情况，降低因流量计误差造成的系数波动。

4 结 论

（1）倒分系数法其实就是一种以流量计计量为依据，以大罐计量为结果的动静态计量方式相结合的计量方法。从某种程度上来说它就是动态计量，而流量计系数就是每天通过储油罐进行标定，倒分系数其实就是3个后端流量计系数的平均值。

（2）倒分系数的应用，有效的解决了在现有的处理设施情况下，不能使用单一动态或者静态计量实现准确计量的难题，有效地利用现有设施，节约生产成本。

（3）倒分系数的稳定需要技术人员对集输系统生产运行情况清楚掌握，以判断存在的问题，及时调整生产参数，以确保计量的准确性。