自平衡双罐稠油计量装置在稠油火驱开发中的应用

梁金强，黄 强，赖德贵，杜元胜，姜 力

中国石油工程设计有限公司新疆石油勘察设计研究院，新疆克拉玛依 834000

自平衡双罐稠油计量装置在稠油火驱开发中的应用

梁金强，黄 强，赖德贵，杜元胜，姜 力

中国石油工程设计有限公司新疆石油勘察设计研究院，新疆克拉玛依 834000

研发的自平衡双罐稠油计量装置应用于新疆红浅油田，能够实现稠油的准确计量且计量与排油同步进行，计量误差小、连续性好、排油效果好、设备造价低、计量精度高、适应性强、便于运输及安装。

稠油；火驱；计量；自平衡；双罐

0 引言

我国稠油资源分布广、储量丰富，陆上稠油、沥青资源约占石油总资源量的 20% 以上，目前已经在 12 个盆地发现了 70 多个稠油油田。但是稠油具有黏度高、密度大、泡沫油含量大、流动性差、携砂量大、油水密度差小、油水乳化严重等特点，油水难于分离[1]，以上特点也决定了稠油计量存在很多困难，研发能够准确计量稠油的装置十分必要。

目前，稠油单井计量采用的计量设备主要有立式计量分离器和称重式稠油计量器。立式计量分离器是较早使用的计量设备，也是应用比较普遍的计量设备，该计量设备存在以下问题：不能连续计量，采用将含水原油液位高度转化为水柱高度的方法存在一定的误差；对于起泡原油及含砂、含饱和蒸汽的原油计量误差太大（通常为 20%～50%）；自动化程度低，人工计量劳动强度大；不能解决分离器自动排砂和排液等问题。近几年来，稠油计量一般采用称重式稠油计量器，但使用效果也不够好，其存在以下问题：对于起泡原油、含饱和蒸汽量较大的原油计量误差较大（通常为 20%～40%）；黏度较大的原油排油困难，排油慢，以致影响油井正常计量。而研制的自平衡双罐稠油计量装置克服了上述技术之不足，能够有效解决称重式稠油计量器对起泡原油、含饱和蒸汽量较大原油计量误差较大的问题。

1 自平衡双罐稠油计量装置

研制的自平衡双罐稠油计量装置[2]主要由 2 个计量分离器、2 台电动三通球阀、2 台双法兰液位变送器、2 台液位开关、配电箱、PLC计量监控仪、工艺阀门和橇座等组成。现场仪表、PLC计量监控仪及配电箱均为隔爆防爆型设备。PLC计量监控仪带有防爆显示视窗和防爆操作键盘。自平衡双罐稠油计量装置工艺流程如图1所示，现场应用如图2所示。

图1 自平衡双罐稠油计量装置工艺流程

图2 现场应用的自平衡双罐稠油计量装置

1.1 工作原理

远程终端设备（RTU）检测分离器内液柱高度，当液位达计量起始限（H1）时开始计时，当液位达计量终止限（H2）时停止计时。此时，记下液位变化量及其所对应的时间变化量，可编程控制器（PLC）根据这两参数即可计算出单井日产液量。

ZV-1 进油电动三通球阀和 ZV-2排油电动三通球阀在 PLC 计量监控仪的控制下能够实现如下功能：当计量分离器分-1计量时，计量分离器分-2处于自然排油或憋压排油状态（此时分-1 分离出的气相经过平衡管进入分-2，继而再进入集油干线）；当分-2计量时，分-1处于自然排油或憋压排油状态（此时分-2 分离出的气相经过平衡管进入分-1，继而再进入集油干线）。如此循环计量。

1.2 性能特点

自平衡双罐稠油计量装置技术参数如下：

单井液量计量范围：1 ～ 100 t/d；

压力等级：1.60 MPa；

工作温度：50 ～ 160 ℃；

计量精度：≤ ±10%。

自平衡双罐稠油计量装置具有如下特点：

（1）该装置工作时，一个罐计量，另一个罐憋压排油，计量与排油同步进行，计量的连续性好、排油效果好。

（2）与其他稠油计量装置相比，本装置计量精度高、计量范围宽、适应性强。

（3）配合多通阀实现“多井人工排序、自动倒井、自动计量”。

（4）橇装化、结构简单，露天安置工作，便于拆卸、安装和运输。

（5）适用于含砂、含蒸汽、含泡沫油、流动性尚好的稠油或特稠油。

2 应用效果

新疆红浅油田区块采用火驱开采方式，自平衡双罐稠油计量装置应用于红 003 井区 1#计量站，自投运以来，运行和计量均正常。该计量装置在功能、原理、动作过程、计量精度、人机界面、操作方法、安全措施、安装情况等诸多方面均能满足现场的自动化计量要求。经过与手动测量对比，计量运算精度可控制在 10% 以内，监控系统的计量运算误差可控制在 ±0.5% 以内，满足稠油计量误差要求。

该计量装置能够实现计量与排油同步进行，计量精度高、连续性好、排油效果好，设备造价低、适应性强、便于运输及安装。

[1]李秋莲.稠油计量方式的选择与探讨 [J].油气田地面工程，2009，28（9）：51.

[2]宋思，赖德贵，杜元胜，等.自平衡双罐稠油计量装置 [P].中国：CN 202402022 U，2012-08-29.

Application of Self-balancing Double-tank Heavy Oil Metering Device in Fire Flooding

Liang Jinqiang,Huang Qiang,Lai Degui,Du Yuansheng,Jiang Li
CPE Xinjiang Petroleum Survey and Design I nstitute Ltd.,Karamay 834000,China

Self-balancing double-tank heavy oil metering devices are used in Xinjiang Hongqian Oilfield,which can achieve the accurate measurement of heavy oil and realize simultaneous oil measurement and discharging.The metering device also has the following advantages:small measurement error,good continuity,good oil discharging effect,low equipment cost,high measuring accuracy,good adaptability and easy transportation and installation.

heavy oil;fire flooding;metering;self-balancing;double-tank

10.3969/j.issn.1001-2206.2014.01.021

梁金强（1983-），男，山东济宁人，工程师，2010年毕业于中国石油大学（华东），硕士，主要从事油气田地面建设工程的设计工作。

2013-01-07