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摘 要：隨著企業改革的不斷深入，各油田和采油廠實行以各個作業區或中轉站為單元的分散原油計量顯得越來越重要。準確的計量數據不但為企業經營管理者組織生產、量化考核提供了可靠的依據，而且也有利于提高企業的經濟效益。塔里木油田從20世紀90年代初期就開始實行以計量間為單元的分散計量，為了提高計量的準確性我們先后使用了速度式流量計，容積式流量計和科氏力式質量流量計。經過多年來的使用我們在科氏力質量流量計的應用方面積累了一些經驗，本文將對質量流量計在油田生產中的應用作重點討論。

關鍵字：科氏力質量流量計 油田 含水原油

      隨著企業改革的不斷深入，各油田和采油廠實行以各個作業區或中轉站為單元的分散原油計量顯得越來越重要。準確的計量數據不但為企業經營管理者組織生產、量化考核提供了可靠的依據，而且也有利于提高企業的經濟效益。塔里木油田從20世紀90年代初期就開始實行以計量間為單元的分散計量，為了提高計量的準確性我們先后使用了速度式流量計，容積式流量計和科氏力式質量流量計。經過多年來的使用我們在科氏力質量流量計的應用方面積累了一些經驗，本文將對質量流量計在油田生產中的應用作重點討論。

      HK-CMF質量流量計在油田中的應用

      HK-CMF質量流量計在油田企業中的應用大體上可以分為普通計量、單井計量和外輸計量三個方面，由于針對油田企業特別開發了單井計量模式和外輸模式，所以可以簡單方便的滿足油田企業的需要。現將三種計量模式在油田企業中的應用分別進行闡述。

      1 普通計量

      在油田企業一般對原油的測量大多采用人工檢尺或容積式流量計，在實際操作中要將體積量轉化成質量，這不僅要考慮到儀表本身的精度，還要考慮溫度、壓力等參數的影響以及操作帶來的偏差。由于質量流量計不但能夠直接測量流體的質量，而且同時測量得到密度、溫度等相關參數，不但避免了人為因素和環境因素帶來的偏差，而且將以前必須通過容積式流量計、溫度計、密度計、含水分析儀組合在一起才能完成的工作簡化成為通過一臺質量流量計就可以輕松完成，大大提高了生產效率、降低了生產成本。作為一個實例表1給出了質量流量計分別計量含水28%的原油，70%的原油時與油罐的人工檢尺相比對的結果。

      從該對比結果可以看出質量流量計與人工檢尺的計量結果之間有一定差異，該差異的形成主要由人為因素和引入的密度存在誤差造成。通過該表也說明了質量流量計的測量精度高于容積式流量計。實際上，因質量流量計的客觀性強于人工檢尺和容積式流量計，所以采用質量流量計計量的可信度較高，準確度也較高。

表1 含水原油質量流量計與人工檢尺計量對比

表2 給出了質量流量計與橢圓齒輪流量計在測量石腦油時的數據對比

      2 單井計量模式

      在油田生產中采用將各采油井生產的原油首先送到計量間，在計量間對各采油井進行計量得到其一天的產液量，然后再輸送到生產分離器進行再處理。由于HK-CMF質量流量計可以通過設置計量16口井的產液量，即對一口井連續計量2h，然后自動換算出一天的產液量，計量完成以后可以再繼續計量下一口井的產液量。在計量產液量的同時流量計還可以顯示被測介質的密度、溫度、含水率，該功能大大方便了現場操作也簡化了工作流程。典型應用結構與圖1的結構相似，不同之處在于目前大多數企業在進行單井計量時采用了兩相分離器來進行液氣分離，推算出一天的產液量。由于該表不但可以顯示質量流量、體積流量、密度和溫度，而且還可以自動計算出含水率、純油量和純水量，利用其方便的通訊接口可以實現與主控室的實時通訊，也可以通過主控室來監控流量計的工作。不僅實現了一表多用，而且提高了計量精度和自動化水平，降低了生產成本。我作業區從1997年開始使用，先后在各個計量間安裝使用了9臺質量流量計。從使用的結果來看，質量流量計精度高，對介質的適應性廣，提高了生產效率。但是由于油井單井計量中情況非常復雜，表現為不同油井產液量相差較大：同一口油井產液量波動大；多相介質混合且混合狀態及混合比例不穩定等。這些情況的存在影響了流量計在油田生產中的進一步推廣和使用，但是隨著第二代數字化，智能化質量流量計的出現，不僅提高了計量精度、適應性和穩定性，也擴大了質量流量計的使用范圍。

      3 外輸模式

      該功能多用于轉油站含水原油的外輸計量和含水分析，典型裝置見圖1。本裝置通過質量流量計對含水原油的流量、密度進行測量，然后用密度法推算出含水率，進而求出純油量。由于轉油站中的待測介質較為穩定，所以質量流量計在外輸交接計量的使用中非常穩定，問題很少。一般表現為含水測量不準，但是經過我們與廠家的共同努力和大量現場實測數據的分析表明：含水測量的誤差主要是由我們輸入的標準狀況下油和水的密度值不能準確反映真實狀況下的純油和礦化水的真實密度造成。根據我作業區多年來使用質量流量計的實際情況，我們總結出了一些常見問題的解決方案提供給大家僅供參考。

      常見問題及解決方案

      1 安裝應力及外界振動對測量的影響

      由于質量流量計的敏感管工作在諧振狀態，強加的外界振動會引起儀表的流量計量零點發生變化，造成流量計量的測量誤差增大，嚴重時將導致流量計無法正常測量。另外，外界振動和應力也會影響傳感器的諧振頻率，引起密度測量的誤差。所以流量計的安裝一定要參閱流量計安裝說明書，盡量做到無應力安裝，對于大口徑流量計要在傳感器兩端加裝支撐，小口徑流量計可以采用連接軟管和支撐來減小振動對流量計計量的影響。

      2 混合液中的游離氣對測量的影響

      混合液中的游離氣不但會影響到流量測量的精度，而且也會影響密度的測量和含水率的推算。大量的實驗數據表明：當油水混合液中含有的游離氣體積比不超過15%時，流量計可以正常穩定的工作；當含氣量小于5%時，流量計量精度幾乎不受影響；當含氣量約為10%時，流量測量誤差小于3%。在單井計量過程中，由于油井產出的混合液的狀態是千變萬化的，即使使用了分離器也難以保證液體中不含有氣體，所以通過一定的技術手段提高分離器的分離效果，并且在經過流量計之前盡可能的將混合液中的氣體分離出去，才能保證流量計量的準確性。

      3 “掛壁”現象對流量計測量的影響

      高粘度的液體介質例如原油、重油、渣油等容易在流量計管壁上粘結，形成“掛壁”現象，從而對測量管的振動頻率產生影響，降低流量計的測量準確度，當工藝條件為間歇送料時這一現象更為嚴重，“掛壁”現象的消除可以通過良好的保溫伴熱來解決。

      4 結垢現象對質量流量計計量的影響

      在油田生產中由于原油中含有部分雜質，這些雜質導致了傳感器在使用中結垢。結垢物成份中酸不溶物的含量達到90%，主要為硫酸鹽。其元素主要以鋇、鍶為主，同時也含有少量的硅、鈣及微量腐蝕性產物中常見的元素鉛、鐵、錳等。除垢可以用EDTA-4Na，冠酶類多元化合物，其溶解度可以達到99%。所以在流量計的使用中要做到定期檢查維護，建立流量計的單表記錄，做到對使用中的每一臺流量計都心中有數，才能保證質量流量計的正常使用。

      5 水密度對含水率的影響

      在實際測量混合物的含水率時我們發現，即使是同一個計量站的幾口油井，它們各自的純油和礦化水的密度都有所不同，而且同一口井的這兩個參數在不同時期也存在著差異，所以在含水率計算時引入的油水密度的值就必須加以區別，解決的方法是將待測油井的油水密度提前輸入到流量計中。影響含水率計算的另一個主要因素是我們輸入的純油密度是在常溫常壓下在化驗室得到的，而含水率的計算公式中引入的純油密度是在分離器即時壓力和溫度下含有溶解氣的飽和原油密度，所以在取樣化驗時可以采用帶壓取樣的方式，減少引入密度值造成的測量誤差。

      小結

      從傳統的體積流量計量方法和間接式質量流量計計量方法發展到科氏力質量流量計對流體質量流量的高精確度直接計量，確實是流量計量的一大進步。我們相信隨著科氏力式質量流量測量技術的不斷發展和完善，他在各行各業中的應用也會越來越廣泛。