原油分析儀 原理 現(xiàn)場應(yīng)用
原油再生產(chǎn)過程中，從油井中采出的原油是油、水、氣和含有其它雜質(zhì)成分的三相流體。由于工藝狀況的限制，經(jīng)罐油氣分離或脫水后的原油中仍含有不同程度的水和溶解氣或輕質(zhì)成分，在集輸過程中的各個環(huán)節(jié)，原油含水、含氣都是隨時變化的，而且波動較大，用定時取樣化驗(yàn)原油含水率和容積式流量計進(jìn)行交接計量的方式，不能反映集輸過程中原油含水、含氣的瞬時變化，因此而產(chǎn)生的一些統(tǒng)計數(shù)據(jù)，如平均含水率、含氣率、產(chǎn)量等均不代表實(shí)際生產(chǎn)狀況，也無法解決因原油含水率、含氣率的波動等因素所造成原油交接計量誤差大的問題，經(jīng)常造成原油交接計量糾紛及人財物的浪費(fèi)。為消除以上因素的影響，采用技術(shù)先進(jìn)、精度高、質(zhì)量可靠的YSQF型原油含水含氣在線計量分析儀，實(shí)現(xiàn)了原油在集輸過程中含水率、含氣率、液量、油量、水量和油溫、油壓在線自動檢測計量，有效地解決原油交接計量中存在的問題。
原油含水含氣分析儀的原理及結(jié)構(gòu)
YSQF型原油含水含氣在線計量分析儀是利用不同介質(zhì)對低能γ射線的吸收不同而研制的。放射性同位素放出低能的γ射線，當(dāng)它穿過介質(zhì)時，其強(qiáng)度要衰減，且衰減的大小隨介質(zhì)的不同而不同，即取決于介質(zhì)對γ射線的質(zhì)量吸收系數(shù)和介質(zhì)的密度。對于多項(xiàng)介質(zhì)，介質(zhì)對γ射線的吸收而帶來的γ射線強(qiáng)度的變化除與介質(zhì)的種類有關(guān)外，還與組成介質(zhì)的各種組份所占的比例有關(guān)。因此通過測量穿過介質(zhì)的γ射線的強(qiáng)度變化，來獲得一些重要信息，經(jīng)過對這些信息的科學(xué)合理的分析、處理與計算，便可得到組成介質(zhì)的各種組分的含量。在油田原油集輸計量中，可測量管道中原油的含水率、含氣率和含油率，再輸入流量計脈沖信息和溫度壓力信號，運(yùn)用科學(xué)合理的計算公式和數(shù)學(xué)算法，經(jīng)計算機(jī)計算，便可測量集輸管道中原油含水率、含氣率、產(chǎn)液量、產(chǎn)油量、產(chǎn)水量、產(chǎn)氣量、油溫、油壓等統(tǒng)計數(shù)據(jù)的在線自動檢測計量的生產(chǎn)報表，可利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與計算機(jī)聯(lián)網(wǎng) 。
YSQF型原油含水分析儀Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三種型號，均由一次儀表和二次儀表構(gòu)成。一次儀表包括測量管道、探測器和放射源。測量管道由鋼材加工而成，兩端焊有標(biāo)準(zhǔn)法蘭。探測器采用高性能的閃爍γ探測器，探測器與原油介質(zhì)采用高分子耐溫、耐壓材料隔離，并用高強(qiáng)度法蘭固定密封。探測器封裝在一密閉的鋼質(zhì)外套之內(nèi)，兩端裝有防護(hù)套，電源和信號線通過防爆引線端子引出。放射源采用長半衰期的低能γ射線源，它被密閉在具有良好防護(hù)措施的源室內(nèi)，保證了測量管道外的射線計量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家劑量標(biāo)準(zhǔn)(約為本 底劑量)，對環(huán)境和工作人員無任何不良影響。
二次儀表有數(shù)字信號處理單元、模擬信號處理單元、計算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及有關(guān)外部設(shè)備組成，二次儀表所有部件全部上架安裝在標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)機(jī)柜內(nèi)，整機(jī)布局合理，美觀大方。
原油含水含氣分析儀的技術(shù)特點(diǎn)
YSQF型原油含水含氣分析儀與其它的含水含氣測量方法相比較，技術(shù)特點(diǎn)明顯：
(1) 技術(shù)先進(jìn)。采用的核物理技術(shù)、核電子學(xué)技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)，是核機(jī)電一體化的高科技術(shù)產(chǎn)品；
(2) 是一種非接觸自動在線測量儀表，自動化程度高，測量對象多。采用了計算機(jī)技術(shù)，測量參數(shù)隨時間的變化一目了然；
(3) 測量精度高，由于γ射線和物質(zhì)相互作用的機(jī)理是γ射線直接作用于介質(zhì)的分子，故γ射線穿過原油介質(zhì)的徑向上的密度和成分比例的分布不同并不影響測量精度。
原油含水含氣分析的應(yīng)用
隨著石油系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)體制改革的深入發(fā)展，采油企業(yè)內(nèi)部原油生產(chǎn)交接計量管理已是更為重要。留二聯(lián)合站在擔(dān)負(fù)著本采油隊(duì)原油產(chǎn)處理任務(wù)之外，還擔(dān)負(fù)著留17站和留18站兩個采油隊(duì)進(jìn)站原油脫水及外輸任務(wù)。采用YSQF-I型原油含水含氣分析儀和腰輪流量計配套技術(shù)，解決了留17站和留18站兩個采油隊(duì)進(jìn) 站原油的交接計量問題。
留二聯(lián)合站分隊(duì)計量工藝技術(shù)改造于1998年底完成，1999年3月對留二聯(lián)合站安裝的儀表進(jìn)行了調(diào)試，1999年4月1日開始，一天錄取12個數(shù)據(jù)，儀器檢測和人工檢測要同時同步錄取數(shù)據(jù)，在單點(diǎn)錄取數(shù)據(jù)對比下，取其日12個數(shù)據(jù)的平均值 再進(jìn)行對比，通過28天的計量數(shù)據(jù)跟蹤對比，見表1。
從表1的檢測計量數(shù)據(jù)對比知，儀器檢測原油平均含水率為72.88%，人工檢測原油平均含水率為72.45%，二者含水率檢測差值為0.43%；儀器檢測累計日均產(chǎn)油量247.71t，人工檢測累計日均產(chǎn)油量248.32t，平均日差0.61t，相對*.25%；儀器檢測累計日均液量1006.25m3，流量計人工檢測日均液量1006.74m3，平均日差0.49m3，相對誤差為0.05%。三項(xiàng)計量數(shù)據(jù)平均誤差在0.5%以下。
應(yīng)用結(jié)論
留二聯(lián)合站自1999年4月1日YSQF-I型原油含水含氣分析儀投入運(yùn)行，到目前儀器儀表運(yùn)行正常，達(dá)到了交接計量精度的要求。
(1)YSQF型原油含水含氣分析儀計量檢測比較準(zhǔn)確，誤差較小，誤差值穩(wěn)定。真實(shí)地反映出原油在集輸過程中的實(shí)際情況，實(shí)現(xiàn)了兩隊(duì)進(jìn)站原油含水率、含氣率、產(chǎn)液量、產(chǎn)油量、產(chǎn)水量、產(chǎn)氣量、油壓和油溫在線自動連續(xù)檢測計量。
(2) 自動化程度高，操作運(yùn)行全自動化，簡易直觀。可定時輸出日報表，可選擇在線顯示產(chǎn)油量、產(chǎn)水量、產(chǎn)液量、含水率、含氣率、油壓和油溫的瞬時、時、班、日、月和年的報表；可有選擇地在線顯示時、日、月的原油含水變化趨勢圖和產(chǎn)油量、產(chǎn)水量、產(chǎn)氣量、產(chǎn)液量的直方圖；測量數(shù)據(jù)儲存一年，可根據(jù)需要，查閱歷史記錄，并選擇地在打印機(jī)上輸出。自動儲存，自動打印，節(jié)省了大量的手工勞動。
(3) 功能齊全，現(xiàn)場實(shí)用性強(qiáng)。具有超壓、超溫、含水率越限和打印機(jī)故障報警，關(guān)鍵參數(shù)密碼鎖定等多項(xiàng)功能，使用安全可靠，故障率低，很適用于中轉(zhuǎn)站、聯(lián)合站高低含水、中低含氣，高粘度原油集輸中的自動計量檢測。
綜上所述，YSQF型原油含水含氣分析較好的實(shí)現(xiàn)了原油生產(chǎn)分隊(duì)交接計量，方便了原油生產(chǎn)管理，避免了人工計量檢測工作量大，計量誤差大的現(xiàn)象。同時利用連續(xù)在線自動測量和利用網(wǎng)絡(luò)與計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)，及時進(jìn)行油田區(qū)塊及油井原油生產(chǎn)變化的研究，指導(dǎo)下一步原油生產(chǎn)管理工作。這項(xiàng)原油計量新技術(shù)在華北油田及兄弟油田得到了廣泛推廣應(yīng)用。
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