海洋石油162含水分析仪维修与调试
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摘 要：海洋石油162平台含水分析仪数据不准确一直是困扰平台生产和仪表专业的一大难题。油井含水率的在线准确计量对于确定油井出水、出油层位、估计原油产量、预测油井的开发寿命、油井的产量质量控制、油井状态监测等具有非常重要的意义。文章通过对海洋石油162平台含水分析仪存在的故障进行分析、维修、调试，解决了含水分析仪无法测量的问题。
关键词：含水分析仪;传感器;含水率;分离器
中图分类号：TE95 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2020）04-0106-02
Abstract： The inaccuracy of water cut analyzer data of offshore oil 162 platform has always been a big problem for platform production and instrument specialty. The on-line accurate measurement of water cut of oil well is of great significance to determine the water yield， oil production horizon， estimate the crude oil production， predict the development life of oil well， control the production quality of oil well and monitor the state of oil well. In this paper， through the analysis， maintenance and debugging of the faults of the water cut analyzer on the 162 platform of offshore oil， the problem that the water cut analyzer cannot measure is solved.
Keywords： moisture analyzer; sensor; moisture content; separator
1 概述
海洋石油162平台计量分离器采用的是多相流量计系统，计量系统的核心为GLCC分离器技术及优化控制系统。经GLCC分离后的气相和液相通过单相流仪表单独计量，分离出口的气相液滴达到10微米以内，液相出口含气率在1%以内，从而保证液位测量的精度。含水分析仪测量的是GLCC分离后液相出口的含水率，结合耶鲁仪表的流量可以算出多相流量计液路水的流量和油的流量，并在现场本地控制盘上显示当前单井产油、产水以及含水率。数据同步传送至中控。平台单井的日产量主要通过计量分离器的流量计进行计量，经过含水分析仪得出油井实时产油、产水，如果含水分析仪显示不准确，就需要每小时进行量舱计算单井的含水率，如果频繁的量舱会导致平台量舱尺的损坏。
2 含水分析仪构成及工作原理
GLCC是一种小型高效分离器，依靠旋流，聚结和多相流体动力进行气液分离。它的进口由倾角向下的管道沿切线方向与铅垂管道相边，多相流经过预分离后进入主分离器。由于旋流作用，在主分离器中，离心力、重力和浮力形成一个倒圆锥涡流面。密度大的液体沿着铅锤管道的管壁流到分离器底部，密度小的气体沿着涡旋的中央上升至分离器顶部，最终气体和液体分别从分离器顶部和底部流向下游。含水分析仪就安装在GLCC液相出口。如图1所示。
由于水和油两种液体之间分子结构差异，导致介电常数的不同，因而呈现的射频阻抗特性的差异。含水分析仪利用射频导纳传感探头深入到计量分离器液相管线中，该传感器对被测含水原油的介电常数敏感。而含水原油的介电常数随含水率变化，敏感探头将含水率的变化转化成探头的射频导纳量的变化，使射频导纳传感器输出一個和含水率对应变化的电信号，从而测出含水原油的含水率。
3 含水分析仪故障现象
海洋石油162平台的计量分离器2016年由某厂家制造，2017年安装并由其厂家进行简易测试。平台在2018年在曹妃甸2-1试采作业时，含水分析仪工作正常，可以准确测量实时含水率。自平台从曹妃甸2-1试采结束至今年已停电一年有余。2019年10月平台在埕海1-1投产，计量分离器投运，在计量过程中发现含水分析仪显示的含水率一直保持在25%左右且数值不变，经过实际量舱对比，发现实际原油含水在60%左右，误差在35%以上。换另外一口油井计量也显示是25%左右，不计量的时候数值也不变。同时，流量计显示的数也不准确，比通过量舱尺测量出来的量要偏大50方左右。
4 含水分析仪故障维修及调试
4.1 含水分析仪含水率测量不准的原因分析
4.1.1 传感器测量单元故障
将传感器从管线中取出，清洁传感器表面，外观检查，信号电缆检查，均未发现异常。重新投用，在没有液体进入的情况下，分析仪显示含水量：25%左右，波动量不大，基本稳定。结论：传感器测量单元正常。
4.1.2 含水分析仪参数设置错误
检查含水分析仪的设置参数。各项参数均为0。平台测试分离器未投入至今已经1年多，含水仪的所有的出厂默认值参数都写在PLC的Flash ROM内，此类存储器需要带电保存，该PLC断电后时钟可以保持运行10天，超过一定时间现场调试值将会返回出厂默认值。由于该设备已经停电一年多，通过查看PLC发现设备出厂时写在EEPROM模块中的用户数据已全部清零，从而造成此含水仪完全无法工作，无论进油与否水含量WCT始终显示25%。 4.2 含水分析仪参数设定及调试
根据含水分析仪出厂资料，结合现场工况，重新编写新的用户数据并写入含水仪。然后在不同油井中测试含水分析仪的测量值。
4.2.1 含水分析仪计量数据
计量管线：3"150#，压力：5kPa，流量6.5m3/h，介质密度：917kg/m3，气相流量：0，气相调节阀全关。
含水分析仪：Vc：1.523，Vr：3.456，T1：82。
含水仪工作在液相状态，含水分析仪含水率显示为28.1%，将表1各项参数，输入含水分析仪计算机处理单元。
4.2.2 含水分析仪测量值与化验值对比
第1天，输入附表1参数并调试后测试30#井，含水率曲线比较平稳，含水基本在14%左右，化验室取样化验值14.5%，基本一致。第2天，整天含水分析仪显示有波动，30#含水率显示14%，高点是24%左右，低点10%，化验室取样化验值：14.3%，基本一致。第3天，测试1#井，压力：338kPa，液相流量12m3/h，含水率显示非常平稳，显示值1.8%，化验室取样化验值：1.7%，基本一致。通过调整参数，不同油井的含水率都能与化验室取样化验数值相吻合，表明含水分析仪已恢复正常工作状态。
4.3 多相流量计调试
修改计量系统调节阀PID参数，以适应油井计量需要。修改前、后的参数对比值，见表2。
经过对比，通过多项流量计量得到数据和通过量舱尺测量的数据基本一致。
5 结束语
这次故障是含水分析仪长期断电、计量系统排空引起的，因此在含水分析仪及其测试系统不使用时，必须保持计量系统通电，以免EEPROM数据丢失。经过對含水分析仪原程序进行上装，修改，下载等操作后，含水分析仪恢复正常工作状态，能正常的测量油井含水。
需要注意的是，计量分离器在工作时，GLCC必须有液位，否则液位仪表和含水分析仪均会窜气而计量不准。含水分析仪进天然气，会将进入的天然气当作油来处理，造成含水率不准。而窜气后的科里奥利管起震困难，也会加大质量流量计功率，影响多相流量计工作稳定。
参考文献：
[1]黄光辉，等.原油含水分析仪的应用[J].油气田地面工程，2000（06）：41-42.
[2]邓燕，等.降低海洋石油平台含水分析仪测量误差的措施[J].化工自动化及仪表，2018，45（06）：439-441.
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