原油精確計量技術(shù)研究

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摘要：盤庫指油田聯(lián)合站統(tǒng)計儲罐凈油量的過程，并且自動化盤庫與油田聯(lián)合站管理決策存在著密切聯(lián)系。影響原油油罐自動計量或盤庫效率的原因較為復(fù)雜，普遍為油水界面與含水量檢測精度無法滿足實際需求。本文以油罐中原油厚度自動化盤庫計量技術(shù)為基礎(chǔ)分析原油精確計量技術(shù)要點，就提出具體的發(fā)展趨勢進(jìn)行深入探究，旨在為相關(guān)技術(shù)人員積累更多的工作經(jīng)驗優(yōu)化相關(guān)計量流程實現(xiàn)計算機(jī)直接計算出大型油罐中任何時段原油產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞：原油精確計量;技術(shù)發(fā)展;趨勢方向

自進(jìn)入21世紀(jì)以來，在社會經(jīng)濟(jì)穩(wěn)健發(fā)展的大背景下，原油計量技術(shù)現(xiàn)已取得一定的進(jìn)步及發(fā)展。同時，為了順應(yīng)時展潮流，滿足日益嚴(yán)格的技術(shù)應(yīng)用要求，原油計量技術(shù)逐步向精確計量技術(shù)轉(zhuǎn)變，以自動化盤庫計量技術(shù)為基礎(chǔ)納入自動含水率、手工及原油高度等指標(biāo)計量原油產(chǎn)量[1]。盤庫系統(tǒng)主要通過檢測出原油油罐中油水界面及液位獲取油層厚度再進(jìn)行人工檢測出油層含水率計算出原油儲罐中油量，而原油油罐自動計量或盤庫效率的影響原因為油水界面與含水量檢測精度無法滿足實際需求。其中，盤庫指油田聯(lián)合站統(tǒng)計儲罐凈油量的過程，并且自動化盤庫與油田聯(lián)合站管理決策存在著密切聯(lián)系。鑒于此，本文針對原油精確計量技術(shù)發(fā)展趨勢的研究具有重要意義。

一、原油盤庫計量準(zhǔn)確度的影響因素

一般說來，油水界面指受油水密度差異性的影響于容器內(nèi)油水交界處所產(chǎn)生的界面，并且原油厚度檢測以萬用表電阻法為主要方法。由于油水密度差異性與壓力因素、溫度因素及電場因素直接掛鉤，造成油水界面檢測流程復(fù)雜難以準(zhǔn)確檢測出油水界面，甚至存在加劇檢測誤差的可能性。同時，原油脫水時原油罐高度不同原油含水量及密度也不盡相同，即原油所處高度越高、原油含水量及密度越低[2]。我國《石油及液體石油取樣法（手工法）GB4756-84》中明確規(guī)定“手工采樣所測量的石油產(chǎn)品平均密度及含水量計算方法以液面5/6處下部、1/2處中部及1/6處上部為主進(jìn)行等體積混合”。按操作原理，盤庫操作原油含水率檢測方法可分為一次罐法、二次罐法及凈化油罐法[3]。其中，一次罐法指將油井提取出高含水率原油經(jīng)預(yù)分離及加熱處理后實現(xiàn)第一次進(jìn)入油罐的過程，而受高含水率原油經(jīng)多次預(yù)分離后油水界面較為模糊，存在出現(xiàn)“油包水”等油水分層現(xiàn)象的可能性且含水率不超過50%，檢測過程中盡量于預(yù)分離處理裝置含油出口開展人工測定；二次罐法指經(jīng)一次罐后初步自然沉降再進(jìn)行電脫水、熱力及化學(xué)處理后進(jìn)入二次罐完成自然沉降的過程，二次罐含水率不超過35%存在出現(xiàn)“油包水”等油水分層現(xiàn)象的可能性，仍采取人工采樣法進(jìn)行含水率檢測。凈化油罐法又稱三次罐法指經(jīng)二次罐自然沉降處理后含水率約為10%原油進(jìn)入三次罐再開展人工采樣或使用在線含水分析設(shè)備完成監(jiān)測的過程[4]。從現(xiàn)階段我國原油計量技術(shù)水平來看，多數(shù)油田聯(lián)合站使用凈化油罐法進(jìn)行監(jiān)測，并且受原油含水量監(jiān)測環(huán)節(jié)較為繁瑣復(fù)雜的影響，所涉及人員眾多原油樣品采集環(huán)節(jié)、稱重環(huán)節(jié)及蒸餾環(huán)節(jié)操作復(fù)雜，存在造成原油含水率數(shù)據(jù)誤差的可能性，無法保證原油含水率數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。同時，凈化油罐法屬于離線測量法，適用條件較為嚴(yán)格，無法使用自動化盤庫計量系統(tǒng)，其測量準(zhǔn)確性與技術(shù)人員存在著密切聯(lián)系。

二、原油精確計量技術(shù)的應(yīng)用要點

1.聲納原理。作為應(yīng)用電力實現(xiàn)水下精準(zhǔn)定位的儀器設(shè)備，聲納設(shè)備以回聲原理為基礎(chǔ)主要通過發(fā)聲體所得回聲探索障礙物具體位置，并且結(jié)合回聲接收時間長短判斷出發(fā)聲體與目標(biāo)間距離遠(yuǎn)近。聲納發(fā)射設(shè)備可以產(chǎn)生特定頻率電信號，而電信號利用轉(zhuǎn)換器成為聲信號發(fā)射至水中后接觸障礙物后出血回聲。同時，受聲納設(shè)備中安裝高靈敏度偵聽設(shè)備的影響，所接收的回聲不止能辨別回聲傳遞方向，更能自動將聲波自發(fā)出至接收時間轉(zhuǎn)化里程，準(zhǔn)確計算出水下障礙物具體位置返回相關(guān)顯示畫面便于確定目標(biāo)方向及距離，甚至部分聲納設(shè)備能明確指出障礙物類型及運動速度，為監(jiān)測大罐原油厚度提供強有力的技術(shù)支持。在實際監(jiān)測的過程中，相關(guān)技術(shù)人員結(jié)合聲納設(shè)備水下檢測特點及油田聯(lián)合站原油處理罐實際情況，將聲納設(shè)備發(fā)射器件安裝于量油孔底部，于量油孔中放入1個平面及1個半圓朝向聲納系統(tǒng)的浮球，并且納入原油密度及污水密度等指標(biāo)進(jìn)行浮球制作確保其恰好漂浮于油水界面上跟隨油水界面上下自由浮動，便于聲納系統(tǒng)作業(yè)后準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)油水界面浮球，以量油孔上部所安裝的超聲波定位設(shè)備進(jìn)行大型油罐液位高度檢測，再經(jīng)計算機(jī)數(shù)據(jù)對比后得出原油厚度輸入特定表格計算出任何時間段原油密度、溫度及含水率等數(shù)據(jù)實現(xiàn)自動化盤庫。此外，利用局域網(wǎng)能接受任何已授權(quán)計算機(jī)安裝軟件后觀察所有聯(lián)合站的原油厚度產(chǎn)量。2.導(dǎo)波雷達(dá)液位測量。從工業(yè)儀表發(fā)展進(jìn)程角度來看，新型測量技術(shù)以切實解決工業(yè)測量過程中所面臨的問題發(fā)展演變而成，以達(dá)到增強檢測技術(shù)水平及帶來相應(yīng)工業(yè)效應(yīng)的目標(biāo)。由于雷達(dá)液位儀表測量技術(shù)具有使用條件廣泛及測量精確高等應(yīng)用優(yōu)勢，深受相關(guān)技術(shù)人員歡迎。有學(xué)者認(rèn)為雷達(dá)液位測量技術(shù)屬于全新液位測量技術(shù)，適用于所有介質(zhì)液位測量，但是受實際情況的限制，仍存在較多問題亟待解決，促使新型導(dǎo)波雷達(dá)液位測量技術(shù)應(yīng)運而生，一定程度上彌補傳統(tǒng)雷達(dá)液位技術(shù)的不足，具有廣闊的技術(shù)發(fā)展前景。其中，雷達(dá)指利用空間傳播發(fā)射接收電磁波的液位測量設(shè)備。導(dǎo)波雷達(dá)指利用波導(dǎo)體發(fā)射接收電磁波的液位測量設(shè)備。部分雷達(dá)液位儀表制造企業(yè)錯誤認(rèn)為價格因素是影響雷達(dá)液位設(shè)備全面推廣的主要因素，但是伴隨雷達(dá)儀表應(yīng)用日趨廣泛，其應(yīng)用缺點也更為明顯。雷達(dá)主要通過反射接收高頻及電磁能量計算電磁波抵達(dá)液面再反射至接收天線時間完成液位測量，并且相較于超聲波液位計，擺脫原有超聲波液位計聲波傳送的限制，其檢測性能相對強大。同時，超聲波液位計聲納所產(chǎn)生的聲波屬于經(jīng)大氣傳播途徑的機(jī)械波，一旦大氣成分發(fā)生變化則存在造成聲速變化的可能性，例如：液體蒸發(fā)汽化改變聲波傳播速度等。

三、結(jié)語

通過本文探究，認(rèn)識到相較于其他常規(guī)液位測量技術(shù)，導(dǎo)波雷達(dá)液位計應(yīng)用優(yōu)勢顯著且綜合性能較強，不受工藝復(fù)雜條件限制，例如：氣化泡沫液面波動、變介質(zhì)密度及低介電常數(shù)等，提高復(fù)雜介質(zhì)條件下液位測量效率。同時，原油精確計量技術(shù)以滿足采油廠自動化盤庫系統(tǒng)需求為基礎(chǔ)實現(xiàn)油田聯(lián)合站原油儲量數(shù)據(jù)動態(tài)更新，減輕計量工作人員及資料工作人員勞動強度加快盤庫速度優(yōu)化盤庫流程，準(zhǔn)確反映原油庫存及原油產(chǎn)量。

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作者:彭旭 單位:大慶油田有限責(zé)任公司儲運銷售分公司機(jī)關(guān)規(guī)劃計劃部