摘 要：随着企业改革的不断深入，各油田和采油厂实行以各个作业区或中转站为单元的分散原油计量显得越来越重要。准确的计量数据不但为企业经营管理者组织生产、量化考核提供了可靠的依据，而且也有利于提高企业的经济效益。塔里木油田从20世纪90年代初期就开始实行以计量间为单元的分散计量，为了提高计量的准确性我们先后使用了速度式流量计，容积式流量计和科氏力式质量流量计。经过多年来的使用我们在科氏力质量流量计的应用方面积累了一些经验，本文将对质量流量计在油田生产中的应用作重点讨论。

关键字：科氏力质量流量计 油田 含水原油

      随着企业改革的不断深入，各油田和采油厂实行以各个作业区或中转站为单元的分散原油计量显得越来越重要。准确的计量数据不但为企业经营管理者组织生产、量化考核提供了可靠的依据，而且也有利于提高企业的经济效益。塔里木油田从20世纪90年代初期就开始实行以计量间为单元的分散计量，为了提高计量的准确性我们先后使用了速度式流量计，容积式流量计和科氏力式质量流量计。经过多年来的使用我们在科氏力质量流量计的应用方面积累了一些经验，本文将对质量流量计在油田生产中的应用作重点讨论。

      HK-CMF质量流量计在油田中的应用

      HK-CMF质量流量计在油田企业中的应用大体上可以分为普通计量、单井计量和外输计量三个方面，由于针对油田企业特别开发了单井计量模式和外输模式，所以可以简单方便的满足油田企业的需要。现将三种计量模式在油田企业中的应用分别进行阐述。

      1 普通计量

      在油田企业一般对原油的测量大多采用人工检尺或容积式流量计，在实际操作中要将体积量转化成质量，这不仅要考虑到仪表本身的精度，还要考虑温度、压力等参数的影响以及操作带来的偏差。由于质量流量计不但能够直接测量流体的质量，而且同时测量得到密度、温度等相关参数，不但避免了人为因素和环境因素带来的偏差，而且将以前必须通过容积式流量计、温度计、密度计、含水分析仪组合在一起才能完成的工作简化成为通过一台质量流量计就可以轻松完成，大大提高了生产效率、降低了生产成本。作为一个实例表1给出了质量流量计分别计量含水28%的原油，70%的原油时与油罐的人工检尺相比对的结果。

      从该对比结果可以看出质量流量计与人工检尺的计量结果之间有一定差异，该差异的形成主要由人为因素和引入的密度存在误差造成。通过该表也说明了质量流量计的测量精度高于容积式流量计。实际上，因质量流量计的客观性强于人工检尺和容积式流量计，所以采用质量流量计计量的可信度较高，准确度也较高。

表1 含水原油质量流量计与人工检尺计量对比

品名	检尺计量/t	流量计计量/t	差量/t	差率/%
28%的原油	312.96	312.48	-0.48	-0.15
	314.76	314.66	-0.10	0.03
	305.45	305.30	-0.15	-0.05
	230.50	213.40	0.90	0.39
70%的原油	249.67	250.12	0.45	0.18
	273.81	274.19	0.38	0.13

表2 给出了质量流量计与椭圆齿轮流量计在测量石脑油时的数据对比

批次	实测温度℃	实测密度/(g/cm3)	椭圆齿轮流量计		质量流量计	差率/%	最大误差/%
			测得体积/m3	计算质量/t	测得质量/t
1	19	0.7289	849.90	619.49	618.05	-0.23
2	23	0.7296	870.42	635.06	634.22	-0.13	-0.50
3	22	0.7300	858.53	626.73	623.46	-0.50
4	15	0.7306	677.12	494.70	496.38	0.3
5	22	0.7314	859.46	628.61	625.68	-0.47	-0.47
6	21	0.7300	842.53	615.05	613.42	-0.26

      2 单井计量模式

      在油田生产中采用将各采油井生产的原油首先送到计量间，在计量间对各采油井进行计量得到其一天的产液量，然后再输送到生产分离器进行再处理。由于HK-CMF质量流量计可以通过设置计量16口井的产液量，即对一口井连续计量2h，然后自动换算出一天的产液量，计量完成以后可以再继续计量下一口井的产液量。在计量产液量的同时流量计还可以显示被测介质的密度、温度、含水率，该功能大大方便了现场操作也简化了工作流程。典型应用结构与图1的结构相似，不同之处在于目前大多数企业在进行单井计量时采用了两相分离器来进行液气分离，推算出一天的产液量。由于该表不但可以显示质量流量、体积流量、密度和温度，而且还可以自动计算出含水率、纯油量和纯水量，利用其方便的通讯接口可以实现与主控室的实时通讯，也可以通过主控室来监控流量计的工作。不仅实现了一表多用，而且提高了计量精度和自动化水平，降低了生产成本。我作业区从1997年开始使用，先后在各个计量间安装使用了9台质量流量计。从使用的结果来看，质量流量计精度高，对介质的适应性广，提高了生产效率。但是由于油井单井计量中情况非常复杂，表现为不同油井产液量相差较大：同一口油井产液量波动大；多相介质混合且混合状态及混合比例不稳定等。这些情况的存在影响了流量计在油田生产中的进一步推广和使用，但是随着第二代数字化，智能化质量流量计的出现，不仅提高了计量精度、适应性和稳定性，也扩大了质量流量计的使用范围。

      3 外输模式

      该功能多用于转油站含水原油的外输计量和含水分析，典型装置见图1。本装置通过质量流量计对含水原油的流量、密度进行测量，然后用密度法推算出含水率，进而求出纯油量。由于转油站中的待测介质较为稳定，所以质量流量计在外输交接计量的使用中非常稳定，问题很少。一般表现为含水测量不准，但是经过我们与厂家的共同努力和大量现场实测数据的分析表明：含水测量的误差主要是由我们输入的标准状况下油和水的密度值不能准确反映真实状况下的纯油和矿化水的真实密度造成。根据我作业区多年来使用质量流量计的实际情况，我们总结出了一些常见问题的解决方案提供给大家仅供参考。

      常见问题及解决方案

      1 安装应力及外界振动对测量的影响

      由于质量流量计的敏感管工作在谐振状态，强加的外界振动会引起仪表的流量计量零点发生变化，造成流量计量的测量误差增大，严重时将导致流量计无法正常测量。另外，外界振动和应力也会影响传感器的谐振频率，引起密度测量的误差。所以流量计的安装一定要参阅流量计安装说明书，尽量做到无应力安装，对于大口径流量计要在传感器两端加装支撑，小口径流量计可以采用连接软管和支撑来减小振动对流量计计量的影响。

      2 混合液中的游离气对测量的影响

      混合液中的游离气不但会影响到流量测量的精度，而且也会影响密度的测量和含水率的推算。大量的实验数据表明：当油水混合液中含有的游离气体积比不超过15%时，流量计可以正常稳定的工作；当含气量小于5%时，流量计量精度几乎不受影响；当含气量约为10%时，流量测量误差小于3%。在单井计量过程中，由于油井产出的混合液的状态是千变万化的，即使使用了分离器也难以保证液体中不含有气体，所以通过一定的技术手段提高分离器的分离效果，并且在经过流量计之前尽可能的将混合液中的气体分离出去，才能保证流量计量的准确性。

      3 “挂壁”现象对流量计测量的影响

      高粘度的液体介质例如原油、重油、渣油等容易在流量计管壁上粘结，形成“挂壁”现象，从而对测量管的振动频率产生影响，降低流量计的测量准确度，当工艺条件为间歇送料时这一现象更为严重，“挂壁”现象的消除可以通过良好的保温伴热来解决。

      4 结垢现象对质量流量计计量的影响

      在油田生产中由于原油中含有部分杂质，这些杂质导致了传感器在使用中结垢。结垢物成份中酸不溶物的含量达到90%，主要为硫酸盐。其元素主要以钡、锶为主，同时也含有少量的硅、钙及微量腐蚀性产物中常见的元素铅、铁、锰等。除垢可以用EDTA-4Na，冠酶类多元化合物，其溶解度可以达到100%。所以在流量计的使用中要做到定期检查维护，建立流量计的单表记录，做到对使用中的每一台流量计都心中有数，才能保证质量流量计的正常使用。

      5 水密度对含水率的影响

      在实际测量混合物的含水率时我们发现，即使是同一个计量站的几口油井，它们各自的纯油和矿化水的密度都有所不同，而且同一口井的这两个参数在不同时期也存在着差异，所以在含水率计算时引入的油水密度的值就必须加以区别，解决的方法是将待测油井的油水密度提前输入到流量计中。影响含水率计算的另一个主要因素是我们输入的纯油密度是在常温常压下在化验室得到的，而含水率的计算公式中引入的纯油密度是在分离器即时压力和温度下含有溶解气的饱和原油密度，所以在取样化验时可以采用带压取样的方式，减少引入密度值造成的测量误差。

      小结

      从传统的体积流量计量方法和间接式质量流量计计量方法发展到科氏力质量流量计对流体质量流量的高精确度直接计量，确实是流量计量的一大进步。我们相信随着科氏力式质量流量测量技术的不断发展和完善，他在各行各业中的应用也会越来越广泛。