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安塞油田数字化计量技术的应用评价及趋势探讨在安塞油田油井计量中，低含水期采用两相分离计量，中高含水期普遍采用三相分离计量，配备流量计和在线含水分析仪可实现连续计量。计量站二次仪表基本智能化、数字化。安塞油田计量技术总的发展趋势是向仪表化、高精度、快速化、自动化、数字信息化方向发展。 安塞油田是陕西省境内最大的原油生产基地，分布于志丹、安塞、子长、宝塔区境内，是一个大型的特低渗整装大油田。现有油水井4000余口，年生产能力200多万吨。管理范围达3600余平方公里。经过20多年的探索与实践，形成了具有安塞油田特色的开发理论和技术系列，走出了一条效益开发三低油田的路子，形成了享誉石油界的“安塞模式”。
根据安塞油田集输工艺流程现状，原油计量系统分为4级计量：对外原油交接计量－采油作业区净化油交接计量－井区原油计量－井站点原油计量。每一口采油井抽出的原油沿着地面铺设的管道流向计量站；计量站将各井产出的原油进行计量后汇聚输送到计量接转站；计量接转站将各计量站的来油汇聚后利用输油泵将原油输送到大型集中处理站；集中处理站对开采出的原油进行脱水、稳定、除砂、除蜡之后达到，输送给输油公司。
安塞油田下设9个采油作业区和1个油气集输大队，共分为56个井区，140个站点。各采油作业区的原油计量交接主要采用大罐交接和流量计、含水分析仪在线计量交接两种方式，可以做到液、油、水的准确计量。对井区油量的计量基本上采取流量计计量液量，含水率采取取管道样化验和采用含水分析仪在线监测的方法。安塞油田计量集输系统整体流程示意图如图所示。 二、安塞油田数字化计量技术的实施及应用效果评价 1、智能型电子式井站计量多功能测控系统 智能型电子式井站计量多功能测控系统是专为油田计量站(间)设计的新型测控设备。具有井站内单井自动计量、缓冲罐控制、油温控制、可燃气体检测及报警、打印记录和通信传输等功能。采用断电保护存储器设计，记录数据可连续复查打印，并充分考虑用户使用环境及条件，进行高可靠性及容错设计，使用及维护十分方便。
首先通过人工选井或自动选井系统使一口井从生产汇管转至计量汇管（计量流程结构示意图如图所示）。来油经过过滤器进到计量分离器进行油气分离。天然气进分离器顶部出口排出，在排气管上测量气体压力和流量，液体采用标准体积法测量，在排液出口测量含水量，由此可计算出净化油。 安塞油田从2002年开始在各个采油作业区分期安装了智能型电子式井站计量多功能测控系统。应用效果比较良好，系统的应用改变了传统人工计量油气水的方式, 提高了计量精度，减少了资料差错；满足了油井精细计量、快速分析反馈的需要，实现了集中控制计量站油井的油、气、水计量，以及计量站汇管压力、温度、可燃气体浓度等相关参数的集中监测和控制。 2、“功图法”油井集群计量自动监测系统 针对安塞油田的具体特点，采用低成本、高可靠性、易维护、可拓展的抽油机集群“功图法”单井计量自动监测系统并与专门的油井计量软件结合，替代或简化计量流程，以降低产建投入和运行成本。 该系统是全天候实时测试抽油机集群示功图参数的无人值守自动监测系统（简称自动监测系统）。由一个数据处理点（中央处理单元）和多个数据采集点（井口监测单元）组成，数据处理点与数据采集点间的数据通讯选用移动存储方式实现。各数据采集点根据移动存储盘的设置指令定时开始采集示功图（载荷、冲程）参数的模拟信号并储存；系统管理人员通过数据处理点的移动存储读写模块逐点接收移动存储盘上已采集的模拟信号，由监测软件（监测平台）进行转换、分析，按规定格式提供给油井液量分析模块（单井计量软件），进而实现单井产液量分析、工况诊断等功能。
该系统主要由数据采集点、数据监测单元、中央处理单元、数据采集服务器、监测平台和监测软件等部分组成。自2004年3月安装运行以来，功图数据采集精确，各项技术指标达到了设计要求。应用单井计量软件对现场6口油井不同时间段共31井次采集的数据段进行油井产液量计算，并与同期大罐量油、双容积单量和罐车量油结果相对比，其平均全天偏差为0.15 m3/d，平均全天误差为2.25%，平均时段偏差为0.10 m3/d，平均时段误差为1.46%，误差值小于8％，完全满足设计要求。对比数据资料见下表：
系统是按每15分钟巡测一次的频率设置油井示功图参数的采集方案，每天每口井可采集96组数据，完全满足单井计量分析软件对数据源的精度要求。通过进行双容积大罐单量对比试验，数据采集、通讯良好，功图数据采集精确，系统运行正常，各项技术指标达到了设计要求。 安塞油田主要采用注水采油工艺，采出原油的含水率普遍偏高，各采油队将混合液汇输到集输站经过分离处理，随后进行油、气、水的计量，对原油的计量一般主要采用含水仪配合流量计的方法。通过采用FGH-I/ FDH-I高、低含气含水率自动监测仪，应用HGS—D/G集（转）油站数据采集系统，不仅解决了含气原油的含气率和含水率的在线计量，而且为油田分线计量监测打下了坚实的基础，具有良好的经济效益和社会效益。 射线型原油含气、含水率自动监测仪，是根据低能γ光子在与被测介质相互作用时的吸收衰减原理设计的工业同位素仪表，其工作原理是根据一定初始强度的γ射线穿过油、气、水三相混合介质后，通过探测器分别在其透射方向测出透射计数和在90o方向测出其散射计数，然后进行计算，得到其混合介质的气液体积比和油水体积比，从而得到原油的含气率和含水率。 射线型原油含气、含水率自动监测仪由测量管道、传感器(一次仪表)和计算机数据采集处理系统(二次仪表)两大部分构成（如图所示）。
HGS—D/G集（转）油站数据采集系统实现了原油含气、含水率在线全流量的测量，消除了由于含气对含水测量带来的误差，克服了其它种类含水仪表由于水包油或油包水等因素造成的测量范围小、非线性误差大以及由于分流取样测量而导致的含水测量代表性差的不足。非接触式测量方法使得仪表避免了原油结垢、结蜡的问题，使一次仪表免维护。由于微机将分离器的管道压力、含水情况能及时显示出来，并能够对特殊情况进行报警，使得分离器操作人员能随时了解分离器的工作状态，给现场操作人员带来很大的方便。 4、自动监控技术在安塞油田联合站的应用
安塞油田王十八计量接转站包括原油处理系统、原油计量系统、外输系统、消防系统、污水处理系统、供热系统。该站自动化控制系统主要由两部分组成，一是场站边界摄像警戒、站内摄像机自动监测与报警系统；另一部分是站内液量、含水、压力、温度等自动检测、储罐高低液位自动检测及外输泵和储油罐区流程自动控制系统。通过PLC实现各设备工作状况及参数数据采集、检测、控制的实时监测，并具备报警、控制功能。中心控制室监控系统完成面向过程的全部监测、调节和顺序控制运算功能。包括温度、压力、流量、液位、界位的检测、监视、PID调节、各种复杂调节和先进控制算法，各种阀门的开关、各种电机的起停等顺序控制，各种设备运行状态的监视及连锁保护等，实现实时工况、参数设置与调节、直观显示与打印功能，控制系统采用美国GE Fanuc公司90-30系列PLC控制系统及Wonderware公司InTouch7.11监控软件，保证控制系统连续、安全、稳定运行。
原油计量系统、外输系统、消防系统、污水处理系统、供热系统等系统参数除了在中控室能动态显示工艺参数外，对重要流程也实现了全自动控制。 (1) 原油处理部分。单井与接转站来油的液量、含水自动检测，外输原油的产量、含水自动检测，罐区净化罐液位的连续检测、高低液位报警与液位控制，沉降罐油水界面的检测与自动控制。用电动阀替代闸阀，操作人员可在主控室随时根据来液量和大罐液位切换进油和外输流程。原油投加破乳剂装置使用变频技术，根据来液量大小和加药比例自动调节加药泵的排量，达到连续均匀投加药品。原油外输也使用变频器和电动阀，可根据来油量均衡输油。 (2) 污水处理系统。污水池、调节水罐液位的自动检测、报警与控制，原油分离出来的污水进入污水处理系统之前必须加入不同的药剂，系统加药装置使用变频技术后，根据脱出污水量大小和加药比例自动调节加药泵的排量，同样也可手动调节频率，达到连续均匀投加药品，提高污水合格率。 (3) 天然气浓度检测。外输泵房、单井计量间、来油计量间、锅炉房等天然气浓度超限报警和排气扇链动控制，两级报警值设定，当天然气浓度超过设定值后，发出声光报警，相应的排风扇自动开启，操作人员也可通过人机界面点击排风扇按钮进行排风扇的开停控制。 本系统通过利用GE Fanuc公司90系列PLC控制系统及Wonderware公司InTouch7.11监控软件对联合站进行监控，充分利用计算机技术、控制技术、通讯技术，完成巡检管理、参数显示、声光报警、历史记录、PID控制、报表管理，从而提高企业生产管理水平。 可以完成各工段参数的动态显示，历史趋势存储，适时趋势管理，生产运行日报管理和设备报表的管理。能更好地发挥各自的优点，能够使系统更加安全、可靠，同时开放性、分布式的网络能充分利用网络资源。自动控制技术的应用，大幅度减轻了一线工人的劳动强度和现场管理难度，岗位人员由原来的20人减少到10人，不仅在工作中减轻了员工的劳动强度，加强了安全系数，而且使生产和管理更趋规范化、科学化。 三、安塞油田数字化计量技术的发展趋势 随着石油科技的发展，计量技术总的发展趋势是向仪表化、高精度、快速化、自动化、数字信息化方向发展。“企业e化”、“管控一体化”已成为实现“减员降本增效，提高管理水平”这一油田改革目标的重要手段。 安塞油田将建立集输系统大站大库计量监测系统，利用HGS—D/G数据采集处理系统和现有的集输大站以太网络系统进行高速数据交换，通过企业内部网把监测数据实时传输到厂生产指挥中心，从而可实现计量监测数据的实时采集和传输。能够实现机关生产管理职能部门实时监控集输系统大站计量现场数据，使生产指挥系统能及时了解原油生产状况，及时采取措施协调处理生产过程中所出现的问题，进一步提升现代企业管理水平和效率。
计量监控系统规划目标是要构筑一个高可靠性、高安全性、高智能性以及具有强大可管理性的计量网络体系，采用开放式系统体系结构，保证计量监测系统与其它网络进行互联。在用户业务不断发展的情况下，系统应可不断升级和扩充，保证系统未来的可用性。并利用先进的计算机网络、通信技术和最新的管理理念，建立完整、有效的综合业务信息系统，极大地提高计量系统的及时性和有效性，实现优化指挥调度和决策支持，并同时实现远程监控和计量数据信息的传输。 安塞油田大站大库计量监控系统最终实现功能： 实时采集监测集输大站大库各个来油管汇和外输管线的液量、油量、含水率。
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