麥克案例丨智能壓力變送器在稠油熱采平臺的應用

時(shí)間 : 2023-07-25      作者 : 麥克傳感器股份有限公司

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在世界剩余石油資源中,約有70%都是稠油。與常規輕質(zhì)原油相比,稠油粘度高、密度大、流動(dòng)性差,并且對溫度敏感,因而采用常規開(kāi)采方法很難經(jīng)濟有效地開(kāi)發(fā)。

由于稠油與常規原油的性質(zhì)存在很大差別,其采油工藝也有很大區別。開(kāi)采稠油的關(guān)鍵在于提高其在油層、井筒及集輸管線(xiàn)中的流動(dòng)能力。稠油油藏一般采用熱力開(kāi)采方法,通常使用蒸汽吞吐及蒸汽驅動(dòng)技術(shù)提高底層原油溫度,降低井底高粘原油粘度,從而增加原油采出率。隨著(zhù)熱力開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展,開(kāi)采規模在逐步擴大,產(chǎn)量在不斷增長(cháng),稠油熱采在石油工業(yè)中已占有較為重要的位置。

應用系統概述

粘度高、比重大的原油稱(chēng)稠油。稠油流動(dòng)阻力大,從油層流入井筒,或從井筒舉升到地面都很困難。對于已流到井筒中的稠油,采用降粘法或稀釋法,而對于油層中的稠油采取熱力開(kāi)采法,對油層加熱的方式可分為兩類(lèi)。一是把流體注入油層,如注入熱水,蒸汽驅動(dòng)等;另一類(lèi)是在油層內燃燒產(chǎn)生熱量,稱(chēng)就地(層內)燃燒或火燒油層(火驅法),而使用最廣泛的就是蒸汽驅動(dòng)技術(shù)。

工作原理

蒸汽驅動(dòng)技術(shù)是由蒸汽吞吐技術(shù)注入油井連續向油層內注入高溫蒸汽,通過(guò)周期性地向油井注入蒸汽,將大量熱帶入油層的一種稠油增產(chǎn)措施。注入的熱使原油粘度大大降低,從而提高了油井中原油的流動(dòng)能力,蒸汽驅替油層持續向附近的生產(chǎn)井移動(dòng),這樣就起到了增產(chǎn)作用。蒸汽吞吐過(guò)程包含如下三個(gè)方面:注汽階段,燜井階段,采油階段。

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注氣與采油同時(shí)進(jìn)行,一方面加熱油層降低了原油的粘度,另一方面補充了地層的能量,驅替原油。兩者共同作用,使采收率最高能達到60%~80%。

麥克解決方案

稠油熱采蒸汽高溫可達400 ℃,壓力可達20MPa,對于高溫、高壓蒸汽計量,需要設置壓力變送器進(jìn)行壓力計量。由于蒸汽的工作壓力和工作溫度較高,因而壓力變送器選型方案建議采用如下兩種:

1)選用法蘭隔膜式,同時(shí)帶有毛細管遠程安裝的壓力變送器

由于稠油粘度大,為防止高粘介質(zhì)堵塞檢測元件,需要增加檢測元件接觸面積,降低堵塞風(fēng)險。法蘭隔膜式壓力變送器,可測量具有強腐蝕性、高粘度、易結晶及含有固體顆粒的液體/氣體介質(zhì)壓力。在連接處安裝沖洗環(huán),當介質(zhì)黏附在膜片上時(shí),可通過(guò)沖洗口,使用淡水對膜片進(jìn)行沖洗,提高壓力變送器精度及使用壽命。

由于蒸汽設計溫度高達400 ℃,工作溫度可達350 ℃,故毛細管填充硅油需選用耐高溫硅油,以防止高溫蒸汽損壞壓力變送器。

2)選用常規壓力變送器,遠程安裝,同時(shí)帶有冷凝罐

對于高溫、高壓蒸汽,為了保障壓力變送器正常工作,壓力變送器一般需要遠程安裝,同時(shí)安裝冷凝罐作為保證冷凝液液位平衡和穩定的器件。

冷凝器左側面的接口與管線(xiàn)取壓孔連接,下面接口通過(guò)導壓管與變送器連接,右側面的接口為排放口,上面接口為注液口。當冬天不注熱時(shí),需要及時(shí)排出液體,以防止冬天凍結。
高溫蒸汽在冷凝罐中因為與環(huán)境換熱而不斷冷卻,當蒸汽冷卻后的溫度低于飽和蒸汽壓下的飽和溫度時(shí),就會(huì )有一部分蒸汽冷凝成水析出。于是,冷凝罐不斷抬高,一直達到與傳感器連接的水平接口處,繼續冷凝的冷凝水會(huì )通過(guò)與傳感器連接的水平導壓管返回蒸汽管道,冷凝罐中的冷凝水液位保持穩定不汽計量之前,通過(guò)冷凝罐上方的注入孔注入水,并將液位達到與傳感器連接的水平接口處。這樣高溫蒸汽就不會(huì )與壓力變送器檢測元件直接接觸,損壞變高溫蒸汽壓力變送器(帶冷凝罐)。

產(chǎn)品推薦

在稠油熱采過(guò)程中,麥克公司根據應用工況,可提供多項對應的智能測量?jì)x表,如智能壓力變送器、液位變送器、溫度變送器、流量計等,可在不同監測點(diǎn)、控制點(diǎn)對生產(chǎn)工藝過(guò)程中的參數信息進(jìn)行記錄、監測以及控制。

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MDM7000-LP型智能差壓遠傳變送器

  • 量程:40kPa~3Mpa;

  • 精度 :±0.05%量程上限+隔膜系統的影響

  • 工作溫度:-10℃~70℃;

  • 輸出:4mA~20mA DC+HART;4mA~20mA DC+HART(本安型) Modbus-RTU/RS485;

  • 認證:NEPSI、ATEX、IECEx、CSA、CE、RoHS、IP67、HART;

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MDM7000常規型智能差壓液位變送器

  • 量程:2kPa~40Mpa

  • 精度:±0.075%、±0.1%、±0.2%

  • 年穩定性:±0.1%SPAN/5年

  • 工作溫度:-40°C~85°C 

  • 輸出信號:4mA~20mA DC+HART、Modbus-RTU/RS485

  • 供電電壓:16.5V~55V DC

  • 防護等級:IP67

  • 認證:本安(NEPSI)、隔爆(NEPSI)、隔爆(CSA)、CE(TüV南德)、RoHS、IP67、HART基金會(huì )會(huì )員

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MTM4831型溫度變送器

  • 量程:-200°C~0℃~500°C;

  • 精度 :±1.0%FS(-200°C...0°C~ 500°C);
    ±0.5°C(-40°C...0°C~ 150°C );
    ±0.25°C(-20°C...0°C~ 105°C )

  • 工作溫度:-25℃ ~70℃;

  • 輸出:4mA~20mA DC;4mA~20mADC+HART;4mA~20mADC+RS485;RS485;熱電阻;

  • 認證 :隔爆、本安、CCS

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MFE600E型電磁流量計 

  • 量程:口徑DN25~DN200;

  • 精度 :±0.2%FS;±0.5%FS;

  • 工作溫度:-40℃~60℃;

  • 輸出:4mA~20mA DC;Hart;頻率、脈沖;RS485 (ModBus 協(xié)議)RS232 輸出;

  • 認證 :TS、CNEX、CE、CCS。

麥克方案價(jià)值

在稠油熱采中,由于介質(zhì)粘度>6000 cP,為防止高粘介質(zhì)堵塞檢測元件,需要增加檢測元件接觸面積,降低堵塞風(fēng)險。該項目選用法蘭隔膜式壓力變送器,并安裝沖洗附在膜片上時(shí),通過(guò)沖洗口,使用淡水對膜片進(jìn)行沖洗,提高了壓力變送器精度及使用壽命。

當介質(zhì)操作溫度高于 120 ℃,介質(zhì)粘度≥ 500 cP,采用法蘭隔膜及毛細管式壓力變送器,同時(shí)毛細管中填充硅油需要滿(mǎn)足工藝介質(zhì)設計溫度需求。

綜上所述,壓力變送器的選型及安裝需要結合實(shí)際工藝條件及被測介質(zhì)的物理特性等多方面因素。雖然壓力變送器結構簡(jiǎn)單,技術(shù)應用成熟,但只有結合實(shí)際工況,優(yōu)化選型和安裝才能保證儀表的良好使用。

麥克公司擁有專(zhuān)業(yè)的售前售后技術(shù)團隊,針對稠油熱采平臺工藝流程中高溫高粘工況下的各介質(zhì)特性,對智能壓力變送器的選型安裝進(jìn)行詳細分析,確保滿(mǎn)足特殊工況中壓力監測計量的需求,有效提高了壓力變送器的精度及使用壽命,保障客戶(hù)現場(chǎng)生產(chǎn)安全順暢。

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