原油计量培训资料 油田技术检测中心培训PPT 原油计量技术的现状与发展趋势

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1、原油计量技术的现状与发展趋势原油计量技术的现状与发展趋势1.1.按照原油计量方式分类按照原油计量方式分类动态计量和静态计量动态计量和静态计量动态计量是利用流体的动能（包括速度）动态计量是利用流体的动能（包括速度）来测量流体的量来测量流体的量, ,主要有流量测量、在线密主要有流量测量、在线密度和含水的测量。度和含水的测量。静态计量是利用液体可以静态存放的特静态计量是利用液体可以静态存放的特性来测量原油的量，主要原油容积测量、性来测量原油的量，主要原油容积测量、密度和含水化验测试。密度和含水化验测试。无论是动态原油计量还是静态原油计量都涉及无论是动态原油计量还是静态原油计量都涉及到原油的密度、含水

2、的化验测量。因此原油计量到原油的密度、含水的化验测量。因此原油计量包括体积、密度、含水三方面的计量。关于测量包括体积、密度、含水三方面的计量。关于测量原油密度、含水、体积（流量）采用的国家标准、原油密度、含水、体积（流量）采用的国家标准、使用的仪器仪表，由其他专家做专题讲解，在此使用的仪器仪表，由其他专家做专题讲解，在此不再叙述不再叙述 。2.2.按照原油生产过程分类按照原油生产过程分类原油计量按照原油生产过程可以分为原油计量按照原油生产过程可以分为单井计量、单井计量、矿场计量、原油交接及贸易计量三种方式。矿场计量、原油交接及贸易计量三种方式。今天，我主要从技术角度，根据本人多年的今天，我主要

3、从技术角度，根据本人多年的工作经验，从工作经验，从单井计量、矿场计量、原油交接及单井计量、矿场计量、原油交接及贸易计量三个方面贸易计量三个方面浅谈原油计量技术现状及发展浅谈原油计量技术现状及发展趋势。趋势。GB/T1884-2000原油和液体石油产品密度实验室测定法GB/T15483-1999能力验证计划的建立和运行GB/T1885-1998石油计算表JJF1033-2001计量标准考核规范JJF1059-1999测量不确定度的评定与表示JJF1027-1991测量误差及数据处理JJG209-1994体积管检定规程JJG667-1997液体容积式流量计检定规程JJG643-1994标准表法流量

4、标准装置检定规程JJG897-1995质量流量计检定规程JJG198-1994速度式流量计检定规程GB/T7287-1998液态烃动态测量体积计量系统的统计控制我国的原油计量最早采用的技术，基我国的原油计量最早采用的技术，基本上是沿用前苏联的模式，特别是单井本上是沿用前苏联的模式，特别是单井计量计量 。下面将介绍我国的单井计量发展。下面将介绍我国的单井计量发展阶段和技术现状。阶段和技术现状。 1.流量测量方法流量测量方法人工玻璃管量油法人工玻璃管量油法-测量的混合液的重量测量的混合液的重量微机玻璃管量油法（微机玻璃管量油法（80年代）年代）-测量的混合液的重量测量的混合液的重量人工磁翻板量油法

5、（人工磁翻板量油法（90年代）年代）-测量的混合液的重量测量的混合液的重量翻斗流量计量油法（翻斗流量计量油法（90年代）年代）-测量的混合液的重量测量的混合液的重量三相流量计量油法（三相流量计量油法（90年代底）年代底）-容积或质量容积或质量液位自动控制连续量油法液位自动控制连续量油法-（2000年后）容积或质量年后）容积或质量快速分离连续量油法（快速分离连续量油法（2005年后新兴起的）年后新兴起的）-容积或容积或质量流量质量流量 2.含水测量方法含水测量方法微波法微波法潍坊五三厂（潍坊五三厂（85年左右）年左右）短波法短波法AGER、中国计量研究院（、中国计量研究院（88年）年）密度法（传

6、统方法）（包括质量流量计）密度法（传统方法）（包括质量流量计）放射性放射性兰州近代物理研究所（兰州近代物理研究所（90年代后）年代后）U型管法和热量扩散法型管法和热量扩散法技术特点：技术特点：微波法测量准确度低、维护量大，短波法微波法测量准确度低、维护量大，短波法准确度较高、但无法满足高含水过渡油水的测量，放射准确度较高、但无法满足高含水过渡油水的测量，放射性适应于高含水，质量流量计跟随性好。目前都无法满性适应于高含水，质量流量计跟随性好。目前都无法满足计量要求，可以作为含水变化的监控仪器。足计量要求，可以作为含水变化的监控仪器。 3.单井计量的检验方法单井计量的检验方法单井测量方法最基本的方

7、法是静态容积单井测量方法最基本的方法是静态容积/质量法，质量法，此方法也可以作为其它计量方法的校验标准。利用标准此方法也可以作为其它计量方法的校验标准。利用标准量器或电子称，多次测量油井的产液量，利用气体流量量器或电子称，多次测量油井的产液量，利用气体流量计测量产气量，取样化验测量含水。计测量产气量，取样化验测量含水。上述方法，都是在计量站的基础上建立的。上述方法，都是在计量站的基础上建立的。国外单井计量的方式主要是：无人值守或无计量站。国外单井计量的方式主要是：无人值守或无计量站。随着油藏经营管理方式的转变，我国的单随着油藏经营管理方式的转变，我国的单井计量逐渐向无人值守和活动式在线测试方向

8、井计量逐渐向无人值守和活动式在线测试方向发展。随着多通阀性能的不断提高，为实现无发展。随着多通阀性能的不断提高，为实现无人值守单井量油提供技术条件。高准确度、轻人值守单井量油提供技术条件。高准确度、轻便灵活、快速分离的计量装置为活动式在线测便灵活、快速分离的计量装置为活动式在线测试提供便利。试提供便利。单井计量和地层开发、油井作业、油层注单井计量和地层开发、油井作业、油层注水工艺紧密结合，将是今后必走的一条道路，水工艺紧密结合，将是今后必走的一条道路，也是我们从事计量技术、计量管理人员今后工也是我们从事计量技术、计量管理人员今后工作的努力方向。因此要求我们计量人员在注重作的努力方向。因此要求我

9、们计量人员在注重掌握计量技术的同时，研究采油工艺、油藏结掌握计量技术的同时，研究采油工艺、油藏结构、地质理论等方面的知识，这将极大地增强构、地质理论等方面的知识，这将极大地增强计量专业的活力。计量专业的活力。石油大学和胜利设计院石油大学和胜利设计院流态模式分流器流态模式分流器兰州海默兰州海默文丘力管加放射性含水仪文丘力管加放射性含水仪浙江大学浙江大学-快速分离组合式快速分离组合式西安交大西安交大U型管加文丘力管的测量原理型管加文丘力管的测量原理这些方式在单井计量中都存在着这样那样这些方式在单井计量中都存在着这样那样的问题，这主要是有些方法本身存在技术缺陷，的问题，这主要是有些方法本身存在技术缺

10、陷，而且单井计量没有校准手段、现场管理跟不上。而且单井计量没有校准手段、现场管理跟不上。矿场计量：从单井计量站后一直到采油厂的矿场计量：从单井计量站后一直到采油厂的原油交接口，这一广阔的区域，包括分队计量、原油交接口，这一广阔的区域，包括分队计量、污水计量、天然气（含湿气）计量、储油罐计污水计量、天然气（含湿气）计量、储油罐计量、锅炉燃油燃气计量、轻烃计量。环节有接量、锅炉燃油燃气计量、轻烃计量。环节有接转站、联合站、污水站、注水站、轻烃回收站转站、联合站、污水站、注水站、轻烃回收站等。等。由于矿场这一部分基本上处于封闭流程，同由于矿场这一部分基本上处于封闭流程，同时又主要属于采油场内部计量问

11、题，所以这一时又主要属于采油场内部计量问题，所以这一部分的计量技术在我国发展十分缓慢，基本维部分的计量技术在我国发展十分缓慢，基本维持于持于80年代的水平，计量仪器、管理模式、计年代的水平，计量仪器、管理模式、计量方法没有很多新东西。大多数计量人员没有量方法没有很多新东西。大多数计量人员没有把精力放在矿场计量上、采油厂资金不足都是把精力放在矿场计量上、采油厂资金不足都是造成矿场计量发展缓慢的主要原因。造成矿场计量发展缓慢的主要原因。近年来，在矿场计量方面，最大的发展是质近年来，在矿场计量方面，最大的发展是质量流量计的应用。（关于质量流量计的原理、量流量计的应用。（关于质量流量计的原理、测量优势

12、我在这里不再叙述）测量优势我在这里不再叙述）在矿场计量的一些场所，原油经过油气分在矿场计量的一些场所，原油经过油气分离，处于高含水、砂等杂质较多的流体状态，离，处于高含水、砂等杂质较多的流体状态，一般的容积式流量计、含水仪（或取样化验含一般的容积式流量计、含水仪（或取样化验含水）都无法准确、稳定地测量出原油的流量和水）都无法准确、稳定地测量出原油的流量和纯油量。纯油量。质量流量计从质量流量计从85年美国第一台年美国第一台FISHER质量质量流量计问世，到我国流量计问世，到我国90年代处国产化，质量流年代处国产化，质量流量计一直没有应用到原油计量上来。量计一直没有应用到原油计量上来。到到2000

13、年后，年后，质量流量计无活动部件、能质量流量计无活动部件、能简单测量含水的优势逐渐在油田矿场计量中显简单测量含水的优势逐渐在油田矿场计量中显现出来现出来。就胜利油田来说，目前用于矿场计量。就胜利油田来说，目前用于矿场计量的质量流量计近百台。的质量流量计近百台。靶式流量计和电磁流量计等一些速度式流靶式流量计和电磁流量计等一些速度式流量计也在近几年得到了应用，但高含水原油对量计也在近几年得到了应用，但高含水原油对这些流量计传感器的腐蚀和结垢的影响，制约这些流量计传感器的腐蚀和结垢的影响，制约了其在矿场计量方面的应用。尽管如此，如靶了其在矿场计量方面的应用。尽管如此，如靶式流量计的速度式仪表，在矿场

14、计量有着一定式流量计的速度式仪表，在矿场计量有着一定的发展空间。的发展空间。由于在原油交接点贸易计量站输送的是经过由于在原油交接点贸易计量站输送的是经过多次处理后的净化原油，含水低、砂等杂质少，多次处理后的净化原油，含水低、砂等杂质少，且交接双方都比较重视，计量的准确度比较高，且交接双方都比较重视，计量的准确度比较高，仪表也运行稳定。仪表也运行稳定。从国内外发表的论文和研究课题来看，从国内外发表的论文和研究课题来看，90年代后，这一领域的计量技术没有出现巨大的发年代后，这一领域的计量技术没有出现巨大的发展，基本上处于稳定状态。本专题主要讲流量，展，基本上处于稳定状态。本专题主要讲流量，含水、密

15、度由其它专家讲。含水、密度由其它专家讲。容积式流量计容积式流量计刮板流量计、腰轮流量计、双转刮板流量计、腰轮流量计、双转子流量计等子流量计等标准体积管标准体积管单球无阀体积管、三球无阀体积管、单球无阀体积管、三球无阀体积管、活塞式小体积管、双向体积管等活塞式小体积管、双向体积管等原油密度、含水原油密度、含水自动取样、实验室化验的方式自动取样、实验室化验的方式随着近几年原油价格持续在高价位的升高，对随着近几年原油价格持续在高价位的升高，对原油计量的准确性要求越来越高。原油计量在系统原油计量的准确性要求越来越高。原油计量在系统控制理论上有了一个长足的发展。控制理论上有了一个长足的发展。ISO900

16、0族标准中族标准中100122，提出了核查标准。，提出了核查标准。ISO4124标准，提出了流量计统计控制的指南。标准，提出了流量计统计控制的指南。JJF10591999，提出了测量不确定度的评定方，提出了测量不确定度的评定方法。引出了影响因素对测量结果的具体量化。法。引出了影响因素对测量结果的具体量化。这些控制理论，给我们以巨大的启示，提高原这些控制理论，给我们以巨大的启示，提高原油计量准确性、降低测量误差，要从系统出发，油计量准确性、降低测量误差，要从系统出发，全面分析系统的各个影响因素。具体理会如下：全面分析系统的各个影响因素。具体理会如下：建立的原油交接与贸易计量系统，要具有核查功建立

17、的原油交接与贸易计量系统，要具有核查功能。能。建立的计量系统必须符合检定的条件。建立的计量系统必须符合检定的条件。要有或控制测量影响因素的手段要有或控制测量影响因素的手段从最大影响量入手，逐步实现全方位的监控。从最大影响量入手，逐步实现全方位的监控。1.原油交接与贸易计量站流程原油交接与贸易计量站流程2.影响流量计误差的因素影响流量计误差的因素（1）标准计量器具，二等标准金属量器标准容积、标准体积）标准计量器具，二等标准金属量器标准容积、标准体积管标准容积、温度计、密度计的准确度。管标准容积、温度计、密度计的准确度。（2）流体参数，原油密度、粘度、析蜡点、含气量。）流体参数，原油密度、粘度、析

18、蜡点、含气量。（3）体积头部密封性、检测开关。）体积头部密封性、检测开关。（4）流量计脉冲信号、流量计表头和脉冲的一致性。）流量计脉冲信号、流量计表头和脉冲的一致性。（5）流程阀门的密封性。）流程阀门的密封性。（6）检定时的流量稳定性和流量点的分布及误差值的大小。）检定时的流量稳定性和流量点的分布及误差值的大小。2.影响流量计误差的因素影响流量计误差的因素（7）但若在流量计的检定过程中，体积管的头部密封不）但若在流量计的检定过程中，体积管的头部密封不严，从体积管进口来的原油，一部分将流经头部流出体积严，从体积管进口来的原油，一部分将流经头部流出体积管，没有管，没有100%通过体积管的标准段。而

19、流经体积管标准通过体积管的标准段。而流经体积管标准段的原油量必然减少，对比的结果是流量计计量的原油量段的原油量必然减少，对比的结果是流量计计量的原油量大于通过标准段的原油量，为了使两者一致，检定人员须大于通过标准段的原油量，为了使两者一致，检定人员须人为地把流量计调慢。这样一来，油田实际外输出的原油人为地把流量计调慢。这样一来，油田实际外输出的原油量大于流量计显示的量。量大于流量计显示的量。2.影响流量计误差的因素影响流量计误差的因素（8）从流量计的表头连接结构来看，流量计的机械表头）从流量计的表头连接结构来看，流量计的机械表头和发讯器在主轴的作用下、通过一个塔轮咬合而运转，因和发讯器在主轴的

20、作用下、通过一个塔轮咬合而运转，因此机械表头和发讯器之间存在一个连接同步问题。一旦塔此机械表头和发讯器之间存在一个连接同步问题。一旦塔轮和带动发讯器的齿轮咬合不紧密，都会造成机械表头和轮和带动发讯器的齿轮咬合不紧密，都会造成机械表头和发讯器转动不同步，使发讯器发出的脉冲数和机械表头的发讯器转动不同步，使发讯器发出的脉冲数和机械表头的体积值不与生产厂家提供脉冲比相同，从而造成流量计的体积值不与生产厂家提供脉冲比相同，从而造成流量计的检定数据存在着误差。检定数据存在着误差。 2.影响流量计误差的因素影响流量计误差的因素（9）在体积管检定现场，经常存在各种频率的其它）在体积管检定现场，经常存在各种频

21、率的其它电信号，尽管在电路设计上采取了屏蔽措施，但极电信号，尽管在电路设计上采取了屏蔽措施，但极有可能进入体积管和流量计数据传输过程中，造成有可能进入体积管和流量计数据传输过程中，造成数据的增多和丢失，且由于发讯器发出的脉冲是看数据的增多和丢失，且由于发讯器发出的脉冲是看不见摸不着，人工无法做到对流量计脉冲信号的监不见摸不着，人工无法做到对流量计脉冲信号的监视，若不加以对流量计脉冲进行监控，势必会影响视，若不加以对流量计脉冲进行监控，势必会影响流量计的检定结果。流量计的检定结果。2.影响流量计误差的因素影响流量计误差的因素（10）尽管从采油厂到原油库的原油经过了多级处理，但）尽管从采油厂到原油

22、库的原油经过了多级处理，但由于外销原油的经常采取边进边出的输油方式，致使外销的由于外销原油的经常采取边进边出的输油方式，致使外销的原油中总是存在着少量的气体，且由于开封仪表厂生产的体原油中总是存在着少量的气体，且由于开封仪表厂生产的体积管有变径，原油中的部分气体就会分离出来，逐渐累积在积管有变径，原油中的部分气体就会分离出来，逐渐累积在体积管的最高端。若体积管内存在一定的气体，由于气体压体积管的最高端。若体积管内存在一定的气体，由于气体压缩性较强且变化无常，将导致体积管的标准容积发生变化，缩性较强且变化无常，将导致体积管的标准容积发生变化，从而造成检定数据的不稳定。因此必须通过排放气体的方式，

23、从而造成检定数据的不稳定。因此必须通过排放气体的方式，以保持体积管内部不存在一定量的累积气体。以保持体积管内部不存在一定量的累积气体。2.影响流量计误差的因素影响流量计误差的因素（11）有时检定流量计的误差处在）有时检定流量计的误差处在0.2%边沿，下一次检定边沿，下一次检定时会出现超差的情况，何时出现超差不得而知，这就使流量时会出现超差的情况，何时出现超差不得而知，这就使流量计在检定周期内出现不合格的情况，从而造成原油交接与贸计在检定周期内出现不合格的情况，从而造成原油交接与贸易双方产生计量纠纷。易双方产生计量纠纷。（12）体积管内壁结蜡，会造成体积管标准容积减小。）体积管内壁结蜡，会造成体

24、积管标准容积减小。3.解决措施解决措施（1）完善体积管检定的过程，清洗、空气湿度、水标流程）完善体积管检定的过程，清洗、空气湿度、水标流程气体含量控制。气体含量控制。（2）建立一套体积管头部快速检测、流量计脉冲监控、流）建立一套体积管头部快速检测、流量计脉冲监控、流量计表头与发讯器一致性校验、体积管自动排放气体的监控量计表头与发讯器一致性校验、体积管自动排放气体的监控系统。系统。（3）控制流体的温度、压力、粘度，确保检定流量计过程）控制流体的温度、压力、粘度，确保检定流量计过程时的参数值与生产运行时靠近。时的参数值与生产运行时靠近。（4）建立体积管保温系统，防止体积管内壁结蜡。）建立体积管保温

25、系统，防止体积管内壁结蜡。3.解决措施解决措施（5）建立起实时在线计算、审核的）建立起实时在线计算、审核的“流量计检定信息管理流量计检定信息管理系统系统”，避免不合理数据的出现，尽可能地保证所有的流量，避免不合理数据的出现，尽可能地保证所有的流量点下的流量误差，处在最佳位置。点下的流量误差，处在最佳位置。上述举例说明，要减小原油计量的上述举例说明，要减小原油计量的误差，必须从系统出发，全面考虑一切误差，必须从系统出发，全面考虑一切影响因素，抓住主要矛盾，做到有的放影响因素，抓住主要矛盾，做到有的放矢。矢。1.计量方式的转变计量方式的转变由静态向动态转变由静态向动态转变2.计算方式的转变计算方式的转变由误差向系数转变由误差向系数转变3.交接方式的转变交接方式的转变由重量向体积转变，以体由重量向体积转变，以体积作为基本量，把含水、密度、含硫含氯等作积作为基本量，把含水、密度、含硫含氯等作为质量指标，现在以重量交接的方式下，应加为质量指标，现在以重量交接的方式下，应加大含硫含氯含盐量的检测，研究原油这些质量大含硫含氯含盐量的检测，研究原油这些质量指标的来源和对油田经济的影响。指标的来源和对油田经济的影响。