大庆油田工程建设公司天宇设计院

油井计量站是油田地面工程的重要组成部分，是连接多口油井、集中按序计量各单井油气产量的枢纽。油井计量站担负着站内各油井的油、气、液计量任务，需及时准确地为上级部门提供可靠的计量参数。目前油田计量站大部分仍然采用劳动强度大、效率低的人工计量方式，由于人工计量间歇不连续，时间短，计量次数少，且大部分油井都处于油井间出，原油含水量高，所以计量结果代表性差，不能为油田提供真实可靠的计量参数[1]。油井计量站信息化建设为实现计量站自动化计量提供了技术支持，可实现对计量参数进行自动采集、远传、分析和处理，将计量站人工计量方式改为自动连续计量，可提供更准确的计量参数。在当前“互联网+”信息时代[2]，信息化技术在计量站管理应用方面还处于比较落后的阶段，结合实践经验，以计量信息系统在实际工作中的应用为例，对当前信息化技术在计量站管理工作中的应用进行探讨，阐述当前计量站信息化管理思路，提出信息化技术在计量管理工作中的设计构思，简化计量工作流程，对计量站信息化设计方案进行优化对比，选出最佳计量方案，对油田已建油井计量站不满足信息化要求的计量系统进行改造，提高信息化技术在计量管理工作中的应用，提升计量管理能力和工作效率，促进油田小型站场计量管理工作方式的转变。

1 油井计量站信息化建设方案

油井计量站是一个量多面广、遍布油田各个角落的工程[3]，在油田地面工程建设中起着举足轻重的作用。从设计方面看[4]，每个计量站从外观看虽然大同小异，但从各个计量站采用的计量方法考虑，可划分为五种类型:旋流计量装置计量站、油气积算仪量油装置计量站、单井自动分测计量装置计量站、橇装化标准计量站和玻璃管量油计量站。

结合目前已建油井计量站的计量现状，油田要实现信息化管理，需对大部分不能满足信息化要求的已建计量站进行改造。对于已经安装自动计量装置，能够检测生产数据，但不能实现远传功能的油井计量站进行完善，满足信息化管理的要求；对于没有安装自动计量装置的油井计量站，通过计量方案优化对比，选用技术成熟、精确度高的计量装置进行改造，达到信息化管理的要求。

1.1 方案一：旋流计量装置

气液混合物经气液离心旋流分离实现对游离气、乳化气的分离，然后切向进入气液分离缓冲罐和控制罐进一步分离，通过控制罐内液位高低直接控制气体或液体流量的排出，达到控制罐内液位自动平衡的目的。气、液流量计和组分仪完成对管道多相流的在线计量，同时PLC系统采集计量数据实现远传[5]。

装置特点：

（1）该计量装置自投产运行以来，能够保证生产正常平稳运行，具有流程简化、操作简单等特点，提高了工作效率，减轻了员工的劳动强度。

（2）该装置量油通过旋流式分离器实现气、液两相高效分离，出口在正下方，液体中杂质不易沉积。

（3）该装置可实现手动或自动选井、自动连续量油和信号远传功能，结构紧凑，体积小，节省建筑面积，适用于多井式计量站，解决了目前28 井式以上计量站需要配置2台计量分离器、占地多的问题。

1.2 方案二：油气积算仪量油装置

油气积算仪量油装置主要由油气积算仪计量控制装置（包括磁翻转液位计、积算仪二次仪表、电动执行器、U形管）和数传仪RTU组成。在量油过程中，油气积算仪检测分离器内液位的高低，并实时传送给数传仪，数传仪根据液位指示控制电动执行器的开启与关闭，连续自动量油的次数或时间可在数传仪上人工设定，并可随时停止。数传仪对计量数据，集油掺水汇管的温度、压力及回油温度进行数据检测，实现信号远传。

装置特点：

（1）手动选井，自动量油，节省人工量油记时和计算的同时，减轻了员工的劳动强度，减少了人为因素的影响，提高了采集数据的准确性。

（2）该装置只考虑了单井产液量的连续自动计量，如要采集单井产气量的连续自动计量，需要配备具有远传功能的智能气表。

（3）在已建计量分离器工艺上，该装置增加了U形管、电动执行器和旁路等设计，施工时可能会遇到安装位置受限的问题，适宜应用在选用立式计量分离器的砖混计量站。

（4）28井式以上计量站按要求需采用2台计量分离器进行计量，如果采用此方案则需配备2套计量装置及配套设施。

1.3 方案三：单井自动分测计量装置

单井来液首先通过旋流式分离器进行气液两相高效分离，由无源分离控制器对液位、气液压差进行自动控制，分离后的气液分别通过气、液、含水仪表实现气、液、水的三相计量。信号采集系统采集计量数据传输至控制中心计算机进行数据处理，实现油、气、水三相计量数据瞬时值、累积值等参数，以及相关曲线的远传、显示、存储和打印[6]。

装置特点：

（1）对含气量低、间歇出油等分离器量油误差大，甚至无法量油的井，实现自动连续准确数据采集和油井生产状况全自动连续跟踪描述。

（2）该装置适用于多井式计量站，解决了目前28井式以上计量站需采用2台计量分离器计量和多占地的问题。其与多通道组合阀组配套使用，可实现手动或自动选井、自动连续量油和信号远传功能，现场应用效果良好，能够保证正常平稳生产。

（3）如果独立应用该装置，不与多通道组合阀组配套使用，其原有功能与已建集油阀组的适应性还需要进一步摸索。

1.4 方案四：橇装化标准计量站

油气积算仪检测分离器内液位的高低实时传送给RTU，RTU根据液位指示控制电动执行器的开启与关闭。连续自动量油的次数和时间可在RTU 上人工设定，并可随时停止。RTU对计量数据，集油掺水汇管的温度、压力及回油温度进行数据检测，实现信号远传。

特点：

（1）橇装化标准计量站房屋采用轻钢彩板结构设计，站型可采用标准型号组合而成，该组合方式结构牢靠，外型美观，方便值班巡检。

（2）该站型采用工厂化预制模式。模块化组装、模块化施工，可保证土建、结构、管段预制同步开展，有效缩短了建设周期，同时在工厂化预制过程中其焊接质量与工作环境均有明显提高和改善，且不受天气因素制约。因采用模块化设计而增加的钢材费用，将在时间成本和社会效益方面得到有效的弥补，比常规砖混结构计量站投资降低至少10%左右。

（3）结构紧凑，节省空间；拆卸方便，易于流动；室内作业，节约成本。

（4）批量生产可优化工期，提高建设工程质量水平。

（5）过程变更、运行后期工艺检修及升级改造的难度较大。

1.5 方案五：玻璃管量油

单井来液进入计量分离器后，人为观察玻璃管液位变化，记录液位的起点上升至指定液位所用时间和相应高度；人为量油记时和计算、化验测量含水率，气计量仪表和掺水流量计均为就地显示设计，无信号远传功能。要达到信息化计量站的要求，站内计量设备必须进行更新改造。

特点：

（1）该站型工艺流程最简，计量仪表设备投入少，节省建设投资。

（2）玻璃管量油操作繁琐，量油费时费力，量油及计算数据可靠与否与员工的责任心和量油规范操作直接相关，由于员工劳动强度大，计量数据准确度受人为因素影响较大。

2 计量方案对比

从目前计量现状看，以上各方案的计量精度均达到了国家标准计量准确度±10%以内的要求，能够满足信息化要求的计量站已实现手动或自动选井、自动连续量油和信号远传功能，不需要改造。自动分测计量装置计量站能够实现单井计量的手动或自动选井和产液量的连续自动计量，但要达到信息化计量站的要求还需要增加无线传输信号发射装置来实现信号远传功能。对于玻璃管量油计量站，要达到信息化计量站的要求，需要对已建的计量方案进行改造。为了优选最佳的计量方案，对上述五种计量方案进行优化对比：

方案一：经过多厂实践，与已建集油、掺水阀组配套应用的技术比较成熟，计量准确度高，现场运行情况较好。

方案二：投资费用少，但需在分离器出口管线增加U型管配套设计，因现场布局较紧凑，使该方案应用范围受限，且对于28 井式以上计量站需要配备2套计量装置，投资费用高。

方案三：计量装置自投用以来，一直与多通道组合阀组配套使用，如果独立应用该装置，其原有功能与已建集油阀组的适应性还需要进一步摸索。

方案四：该橇装化站型采取工厂化预制、模块化组装、模块化施工；结构紧凑，节省空间；拆卸方便，易于流动；室内作业，节约成本；批量生产可优化工期，大幅提高建设工程质量水平；节省施工费用，比常规砖混结构计量站投资降低大约10%左右。

方案五：量油设备人为操作，仪表设备均无信号远传功能，投资费用最少，要达到信息化计量站的要求，计量设备必须进行更新改造。

大庆油田地处高塞地区，有利的油田基本建设工程施工作业时间短，各类方案编制难度大、周期长，施工图设计严重滞后，施工单位为保障生产，抢进度、赶工期现象普遍存在，特别是在雨季、冬季施工作业工程质量和进度难以保证，窝工、返工问题严重。同时受季节性影响，施工企业经常处于等停状态，人力资源、设备资源严重浪费，既影响了油田生产，又影响了施工企业的效率和效益。计量站橇装标准化可解决这个问题，满足油田开发建设迫切需求。

综合对比，采用自动选井工艺投资相对较大，同时考虑改造投资费用，结合采油厂意见，信息化计量站的计量方案建议优选方案四作为计量站（采用手动选井、自动计量且信号远传）的计量技术方案。该方案计量站沿用“计量分离器+U 型管积算仪+掺水（热洗）”的功能进行设计，RTU 根据积算仪检测的液位指示来控制电动执行器的开启与关闭，并对计量数据，集油掺水汇管的温度、压力及回油温度进行数据检测，可实现手动选井、自动计量和信号远传功能。该站型通过简化工艺流程，取消测气装置和仪器，取消掺水（热洗）流量计，预留流量计短接，并严格按工厂化预制、模块化组装、模块化施工。批量生产可优化工期，大幅降低施工费用，提高建设工程质量。该方案即能满足信息化油井计量站计量方案优化简化的要求，又能为地面工程投资与管理节约大量资金，还能实现油田油井计量站计量参数的自动采集、处理、远传，以及一体化管理目标，可提高油田计量参数采集的自动化程度和准确度，满足油田油井计量站信息化建设的目标[7]。

3 结论

橇装化标准计量站信息化建设可实现计量站无人值守，改变计量站原有的生产作业制度；信息化系统的可靠运行，可实现计量站自动量油，实时监测计量动态，及时发现生产故障和事故隐患，从而使油田小型站场计量管理制度发生根本性转变，由昔日常规的以站设班、井站值守、步行巡检制变为井站无人值守、故障巡检制[8]；由以调度为中心指挥生产变为以信息化中心控制室为中心指挥生产。由于信息化油井计量站可实现计量参数的自动采集、处理、远传，以及一体化管理的功能，提高了计量参数处理的质量和速度，对助力油田生产、减员增效、提高员工劳动生产率和单位工作效率具有重要意义。