海上平台计量在线监测装置的应用

一、前言

目前，海上平台所采用的计量方式主要是现场玻璃管式容积计量分离器计量，结构相对简单，成本较低；但计量精度相对较低，尤其是对于复杂的多相流情况，误差可能较大；计量多口井时每次导流程稳定地面管线流态时间不小于30 分钟，每口井一个月计量至少3 次，耗时较长。含水化验工作高度依赖人工取样与检测，繁重程度超乎想象。每日的重点样需按严苛标准精准采集、细致分析，每一份样本的背后都凝结着反复核对与精密操作的心血。化验人员常常要加班加点，在大量样本与数据的“包围”中连轴运转，工作强度之大、任务量之重可想而知。

由于海上作业环境复杂，平台空间有限，频繁的取样化验和计量操作，使得工作人员需在狭窄、设备密集的区域反复穿行，增加了碰撞、滑倒等意外事故的发生概率。同时，高强度、长时间的工作易导致人员疲劳，注意力难以集中，在操作精密仪器、记录数据时，稍有疏忽就可能引发操作失误，甚至引发油气泄漏、火灾等严重安全事故。此外，大量物资的频繁搬运与存放，也给平台的安全管理带来了不小的挑战，存在物资滑落入海、堆放不稳等风险，威胁着海上作业安全与生态环境。

二、监测原理

科里奥利质量流量计进行计量、微波测定仪进行含水检测。当液体或气体流过测量管，科氏力效应在正弦波上产生相位偏移，通过传感器检测能够精准测量原油质量流量，科里奥利质量流量计不受原油复杂物性影响，稳定输出可靠数据，为产量统计提供有力支撑。[1] 同时，其无可动部件、防爆性能优良，适应海上平台恶劣工况，还能同步测量原油密度、温度等参数，为生产管理提供更多有效信息。

通过预设气体组分、液相物性，由传感器检测的温度 T、压力 P 计算出工况下密度 ρ 气，再由液体密度 ρ 液、气体工况密度 ρ 气与传感器检测的混合密度 ρ 混计算出 LVF 或 GVF，最后通过 LVF 或 GVF 与传感器检测的混合质量流量计 Q 混计算出气相流量 Q 气与液相流量 Q 液，流量可显示质量流量或体积流量。

微波测定仪以微波为工作特性，通过发射装置，将稳频的微波发射到含水原油中，根据油中含水量的差异，介质吸收的波能量不同，可实现原油水分快速在线检测，无需复杂取样和预处理，能实时掌握含水量变化，便于及时调控生产工艺。

三、某海上平台计量在线监测工程

（一）监测点布置

选取海上某平台通过该计量在线监测装置实验与海上平台的分离化验装置进行比对，来确定该装置在现场实验情况以及稳定性与准确性。

（二）实流测试

试验过程中，严格遵循规范如实记录各项实验参数，并系统绘制 24 小时连续数据曲线。通过开展 24 小时不间断实流测试，全面验证了测量装置在现场复杂工艺条件下的实际应用效能。

通过该生产井的密度和体积分率数据表明，井内气液比的波动性较大。这种波动性主要由于曲线揭示的介质中气体和液体含量和的显著变化所导致。这一现象可能反映了井下地质条件的复杂性，如裂缝发展程度、地层压力变化或储层物性的不均一性等因素。

液瞬时量和气瞬时量曲线清晰地展示了在不同时间段内，气液比例的显著波动和变化。这种波动性反映了井内流体动态性的复杂性，可能与多种地质和工程因素有关。

含水测试瞬时曲线在线含水测试全天平均值为 64.80% ，05 井当天化验含水为 62.8% 。

（三）结果分析

计量在线监测装置早上 8 点至次日早上 8 点正式进行现场 24 小时比对试验，24 小时共计液产量 63.9t，气产量 3531.4m³ 。比对该井当日液位高点推算液日产量 60.5t/d ，气日产量 3205m³/d 。液位低点推算液日产量 62.3t/d ，气日产量 1491m³/d

根据现场实验，该生产井展现出显著的产量波动，采用每天两次测量液位上升高度以估算日产量的方法。虽然这种方法与 24 小时持续测量的计量设备所得结果相近，但由于井内波动的存在，使用液位上升高度来推算气液产量可能会引入误差。经过与比对设备在多日测量中的结果比对，确实发现了产量忽高忽低的情况。

该装置精准捕捉到了该生产井井内流体高度动态变化的完整过程，可提供连续、精确的数据，误差控制在 2.50% ；在线含水仪测试误差为 2% ，这两项数据为深入理解和高效管理生产井的生产变化提供了有力支撑。

四、结论

1）计量在线监测装置搭载先进传感与数据分析技术，如同海上油气生产的“智能神经”，能够实时捕捉生产井内流体高度的动态变化，构建起生产井全周期状态演变图谱。通过将产量、含水率等核心生产指标纳入在线实时监测体系，装置可与海上生产指挥系统深度融合，整合平台各部件运行数据、环境参数等多源信息，在统一监测窗口中以可视化图表、动态曲线等形式，为管理者呈现生产全貌。

该装置构建的全方位、实时化监测网络，不仅实现生产数据的及时更新，更通过算法模型对数据深度解析，提前预判生产异常趋势。依托这些精准数据，平台管理者得以开展生产井的精细化调控，优化开采参数、合理分配资源，在提升生产效率的同时，有效规避安全风险，为海上油气生产的安全高效运行提供坚实保障，赋能行业向智能化、数字化转型迈进。

2）计量在线监测装置随着时间推移与技术不断优化，装置的稳定性与准确性持续提升，潜在的经济效益还将进一步释放，为油田智能化、高效化发展注入持久动力。

3）从长远来看，这种成本的有效控制不仅优化了企业资金流，还为油田将更多资源投入到技术研发、设备升级等关键领域提供了有力支撑，助力企业在激烈的市场竞争中抢占先机，实现高质量发展。

参考文献

[1] 郑德智 ， 樊尚春 ， 邢维巍等 . 数字科氏质量流量计闭环系统及信号解算[J]. 北京航空航天大学学报 ，2005，31（06）：623-626.