海洋石油无人驻守平台计量技术研究

贾玉光 杨风艳 崔鹏 郭雪丰 程兆欣

（海洋石油工程（青岛）有限公司， 山东青岛 266520)

1 引言

当前，我国油气生产与消费间缺口持续扩大、油气对外依存度持续攀高,为了实现国内增储上产的目标，党中央国务院提出了“七年行动计划”，海洋油气开采是国内增储上产的主要方向。目前固定式海洋石油平台仍然是国内海洋油气资源开采的主要形式，绝大多数海洋石油平台都长期派人驻守，但国内近海海域仍然存在渤中29-4油田WHPB平台,渤中油田WHPB平台，曹妃甸11-6油田WHPE平台等无人驻守平台，而采收油气的自动化集输和计量技术是无人平台得以实现的关键。

2 计量技术介绍

海洋石油无人驻守平台（以下简称“无人驻守平台”或“无人平台”）由于空间紧凑，开发成本控制严格，为了实现低成本计量，通常采用将多路阀装置和多相流量计组合使用的方式，由中心平台工作人员通过中控系统远程切换多路阀的通路，实现倒井操作，从而实现生产井的单井产量计量。

图1为恩平油田群10-2无人平台典型的自动化油气集输和计量工艺流程，各油井开采出的油气通过6”管路进入12通路多路阀装置内进行集输和计量，通过多路阀阀芯旋转装置选择需要计量的油井，从而将油井采收油气导入到6”计量管口，加热后输送至多相流量计内，完成计量后的油气与其他经多路阀集输的油气一起，经一条12”集输管道输送至恩平油田群15-1 CEP中心平台进行处理。

图1

3 多路阀装置介绍

数控多路阀（简称多路阀，图2）是油气集输和计量自动化的主要装置，其主要由机械部分和电动执行机构两大部分组成。它可代替传统集输管汇和工艺管网，实现远程自动倒井和自动计量、现场自动倒井和自动计量，还可以通过手动控制实现手动倒井。

多路阀在结构上采用了金属对金属的密封方式—平面硬密封结构，上阀体与阀座环堆焊或和堆焊硬质合金，密封可靠，阀座泄漏量安全达到了 ANSI Ⅵ级要求。多路阀的优势在于密封可靠，结构简单，便于操作，电动控制精度高，定位准确，抗腐蚀，耐冲蚀，使用寿命长。

恩平油田10-2无人平台采用有12个单井6”进油管道的多路阀，配备两个出油管道，其中一个是6”计量输出管道，一个是12”汇集输出管道。当多路阀正常工作时，阀门驱动装置带动旋转阀芯做圆周运动，多个进油管道中有一个单井进油管道的油气，通过旋转阀芯连通并从计量口输出，其他油井管线的采集油气汇集阀体腔体，从集油口管线输出。阀门驱动装置的作用就是通过自动控制的方式，选择某一口油井的采集油气进入旋转阀芯，并从计量口输出,用于实现计量单井产量和取样的功能。也可以通过手动旋转阀门驱动装置上的手轮，选择某一口油井管路采集的油气，用于实现计量单井产量和进行取样的的功能。

4 多相流量计介绍

多相流量计是无人值守数字化多井自动计量技术的关键设备，在线多相流量计依据对流体特性的一些测量,得到油、气、水三相的各自流量。有许多这样的计量技术,可大致分为两大类:速度或总流量测量和相分率测量。速度或流量测量通常是通过压差计量或一个特殊信号的互相关,即压力或导电率来获得。许多流量计也采用滑动模块,这说明了气体通常比液体流速快的事实。在垂直管道上安装的一些在线多相流量计,一般通过在其上游装一个盲三通来减少水的紊动,以此最大限度地减少滑动。相分率可以通过测量三相混合物的物性来获得,据此推算出三相各自的流量。伽马射线能量衰减法是一种常用的方法,它的原理是油、气、水不等同地削弱伽马射线的能量。伽马射线能量在两个能量级放射,高能量级对气/液比更敏感,而低能量级对液相中的水/油比较敏感。可以用这两个能量衰减量来确定三相混合液的相分率。第三个能量级也可以用来确定水相的含盐量。

恩平油田10-2无人平台采用海默科技（集团）股份有限公司的HM-2137多相流量计（图3），该型号多相流量计采用低能伽玛射线吸收技术测量相分率，不受油水相转化的影响；文丘里与单能伽玛组合形成一个独立的测量单元，测量气液流体总流量；利用专利的流体取样头与流型调整器相结合，可以获取有代表性的液体样品，确保了相分率测量精度；结构简单且无可动部件、压损小，可以满足无人平台大流量的油气水混输测量。

图3

5 结语

由多路阀和多相流量计组成的无人值守数字化多井自动计量技术，非常适合海洋石油无人驻守平台空间小、开采成本低、远程操控、无人驻守等特点。多路阀操作简单，与传统生产管汇相比，节省了大量的操作空间和安装空间，与多相流量计结合使用的计量技术方案，减少了施工工作量，节约了施工和生产成本，具有极高的经济效益，在中美贸易战的大背景下，多路阀和多相流量计均实现了国产化替代，推进了我国石油装备制造的现代化，降低了使用过程中的维护成本，为海洋石油无人驻守平台的发展提供了广阔的前景。