麥克案例丨智能壓力變送器在稠油熱采平臺(tái)的應(yīng)用

在世界剩余石油資源中，約有70%都是稠油。與常規(guī)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(guī)開采方法很難經(jīng)濟(jì)有效地開發(fā)。

由于稠油與常規(guī)原油的性質(zhì)存在很大差別，其采油工藝也有很大區(qū)別。開采稠油的關(guān)鍵在于提高其在油層、井筒及集輸管線中的流動(dòng)能力。稠油油藏一般采用熱力開采方法，通常使用蒸汽吞吐及蒸汽驅(qū)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。隨著熱力開采技術(shù)的發(fā)展，開采規(guī)模在逐步擴(kuò)大，產(chǎn)量在不斷增長，稠油熱采在石油工業(yè)中已占有較為重要的位置。

應(yīng)用系統(tǒng)概述

粘度高、比重大的原油稱稠油。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采法，對油層加熱的方式可分為兩類。一是把流體注入油層，如注入熱水，蒸汽驅(qū)動(dòng)等；另一類是在油層內(nèi)燃燒產(chǎn)生熱量，稱就地（層內(nèi)）燃燒或火燒油層（火驅(qū)法），而使用最廣泛的就是蒸汽驅(qū)動(dòng)技術(shù)。

工作原理

蒸汽驅(qū)動(dòng)技術(shù)是由蒸汽吞吐技術(shù)注入油井連續(xù)向油層內(nèi)注入高溫蒸汽，通過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(qū)替油層持續(xù)向附近的生產(chǎn)井移動(dòng)，這樣就起到了增產(chǎn)作用。蒸汽吞吐過程包含如下三個(gè)方面：注汽階段，燜井階段，采油階段。

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(bǔ)充了地層的能量，驅(qū)替原油。兩者共同作用，使采收率最高能達(dá)到60%~80%。

麥克解決方案

稠油熱采蒸汽高溫可達(dá)400 ℃，壓力可達(dá)20MPa，對于高溫、高壓蒸汽計(jì)量，需要設(shè)置壓力變送器進(jìn)行壓力計(jì)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(xì)管遠(yuǎn)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(xiǎn)。法蘭隔膜式壓力變送器，可測量具有強(qiáng)腐蝕性、高粘度、易結(jié)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(dāng)介質(zhì)黏附在膜片上時(shí)，可通過沖洗口，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(shè)計(jì)溫度高達(dá)400 ℃，工作溫度可達(dá)350 ℃，故毛細(xì)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(guī)壓力變送器，遠(yuǎn)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(yuǎn)程安裝，同時(shí)安裝冷凝罐作為保證冷凝液液位平衡和穩(wěn)定的器件。

冷凝器左側(cè)面的接口與管線取壓孔連接，下面接口通過導(dǎo)壓管與變送器連接，右側(cè)面的接口為排放口，上面接口為注液口。當(dāng)冬天不注熱時(shí)，需要及時(shí)排出液體，以防止冬天凍結(jié)。
高溫蒸汽在冷凝罐中因?yàn)榕c環(huán)境換熱而不斷冷卻，當(dāng)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(dá)到與傳感器連接的水平接口處，繼續(xù)冷凝的冷凝水會(huì)通過與傳感器連接的水平導(dǎo)壓管返回蒸汽管道，冷凝罐中的冷凝水液位保持穩(wěn)定不汽計(jì)量之前，通過冷凝罐上方的注入孔注入水，并將液位達(dá)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）。

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