【摘　要】从主要技术方向和仪表应用方面,对我国油田矿场计量技术发展状况进行了评介。我国油井(转油站)计量技术大部分已实现了两相或三相分离计量系统的自动控制、仪表计量,技术水平和目标不确定度与国外相近。矿场计量中的主要仪表如在线原油含水分析仪和流量仪表都得到了很大的发展,但在选型和应用中尚有许多问题要解决。对油田矿场计量中的新技术如科氏力质量流量计的应用和多相流量计的发展进行了评述和分析。
 
【关键词】油田矿场计量；两相分离计量；三相分离计量；原油高含水测量
 
一、油井两相分离计量技术
 
六七十年代最有代表性的油井两相计量技术是两相分离器玻璃量油和两相分离器翻斗量油,其它还有两相分离器单容积,双容积量油等。这些方法开始均是采取手动操作,人工取样化验,计算油气产量(主要是计算产油量)。随着技术发展,在手动操作的两相油井计量分离器上进行技术改造,逐渐实现仪表自动量油。从80年代末,这一技术已基本上得到完善,有些技术、仪表虽然仍有不断改进,但其基本模式没有大的变化。
 
油井两相分离计量技术配套方式国内外大致相同,而根据具体工艺条件和生产情况,相关的技术和设备仪表选用有一定区别,就国内近年发展情况,主要有以下几方面:
 
(1)液体体积测量
 
测量液体可以采用流量计,如容积式流量计(主要是考虑被测液体对流量计的适应性),对介质条件差,如原油含砂严重的情况,若使用流量计可能造成故障率高、维护量大,可直接采用分离器筒体测量液体体积。
 
(2)液位检测
 
两相分离器液位检测主要为了控制液体排放。当采用流量计计量液体时可用浮球连杆机构控制液位,随机排放,或用上下浮球液位计控制液位间断排放;当用分离器计量液体时,必须采用上下液位计控制液体排放,相对来说要控制准确一些,如采用超声波液位计等。
 
（3）气、液排放控制
 
根据工艺条件不同,气液排放不同。当油井产物油气比高、压力高的情况,通常通过控制分离器内气压排放液体。对当前我国一些油田产量低、油气比低,很难由气压排液,则在分离器后加泵,需要排液时,由微机控制,由泵排液。
 
(4)含水测量仪表配备
 
目前,在两相分离计量系统上,各油田配备的在线含水测量仪表不尽相同,但主要有三种类型:一是电学特性含水分析仪(如电容式、微波式、短波吸收式等),二是密度法(如振动管密度计法、差压法、科氏力质量流量计兼测含水等),三是同位素法。这些仪表各有利弊,后面将作专门评述。
 
二、井三相分离计量技术
 
油井三相分离计量技术就是采用三相分离器将油井产出物分离为气、水和乳化油分别进行计量,从而提高原油计量准确度。在高含水原油计量中,原油含水率测定是很困难的,由两相计量分离器难以达到原油计量的目标准确度,因此,国内外通常采用三相计量技术。三相计量技术通常也被应用在转油站计量中。
 
1.构成与特点
 
三相计量分离器有立式和卧式之分,由于卧式结构具有沉降时间长,油水控制方便等优点,被广为采用。根据油水界面控制方法和气液排放控制方式不同,其内部结构也各有差异。根据我国推广应用的三相计量技术主要由以下几部分构成。
 
(1)三相分离器
 
其功能是实现对油井产出物的油、气、水分离,并进入相应的计量仪表进行计量。通常三相分离器的主要技术指标是:分离后的乳化油含水率应小于30%,污水含油率不大于1000mg/L,天然气中含液量应不大于0.1～1g/m3,液体内含气量应不大于1%(体积)。
 
(2)控制系统
 
主要包括油水桶上下液位控制、油水界面控制、分离器压力控制、选井控制等,这些控制都由微机控制实现,是三相分离器正常运行的关键部分。
 
(3)油气水计量仪表
 
主要包括油路的油流量计和含水分析仪,水路的流量计,气路的流量计和配套仪表等。油流量计可以选用容积式流量计,也可以采用分离器油桶计量,含水分析仪通常采用电化学原理的仪表;水路的流量计,一般可选用涡轮流量计;气路的流量计目前大多选用旋进旋涡流量计或气体容积式流量计。
 
(4)微机系统
 
其主要功能是对计量过程进行控制,对检测数据采集和处理,能够对单井油、气、水、掺水、总液量、含水率、油温、压力、密度等各种参数进行测量和报表。
 
2.三相计量相关技术的主要发展三相计量技术是一项传统的技术,国内外都有大量应用,国内主要在以下相关技术有较大的发展。
 
(1)液位或界面控制技术
 
应用三相计量分离器要想获得理想的效果,必须做好分离器的压力和油水界面控制,尤其是油水界面的控制对降低乳化油含水率和污水含油率十分关键。油水界面控制技术很多,有浮筒法、微差压法、短波法和水堰法等,我国推广的三相计量装置较好的解决了这一技术。
 
(2)配套仪表和技术的完善
 
在研究三相计量方法的同时,对所用的配套计量仪表进行了研究和选型,开发出了适应于三相油井计量的流量仪表、含水测量仪表、压力控制仪表、安全保护技术(如掉电、憋压、液位超高),确保了三相计量技术安全可靠的运行。
 
三、结束语
 
我国大部分油井(转油站)计量技术已从传统的手动操作迈上了仪表自动化计量的台阶;配套发展的二相分离计量系统和三相分离计量系统都实现了微机控制自动化操作,仪表计量,技术水平与国外先进水平相近科氏力质量流量计在高含水原油计量中的应用尚需进一步试验并解决一些关键的技术问题。
 
参考文献：
 
[1]兰明菊,谢光华,蒋能记,蒋其斌.稠油远程自动计量系统设计及应用[J].油气田地面工程,2016,35(06):62-64.

[2]张龙飞.基于示功图的有杆泵抽油机井产液量计算方法的研究与实现[D].东北大学,2014.