摘 要 ：稠油熱采平臺通常使用蒸汽吞吐或蒸汽驅動(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。本文結合項目實(shí)際需求，針對稠油熱采平臺工藝流程中的高溫、高粘介質(zhì)特性，對智能壓力變送器的安裝進(jìn)行詳細的分析，有效提高了智能壓力變送器計量精度及使用壽命。
智能壓力變送器是目前自動(dòng)化儀表中#重要的一項產(chǎn)品，在海洋石油油氣生產(chǎn)中各種類(lèi)型的智能壓力變送器廣泛使用，顯著(zhù)提高了平臺自動(dòng)控制水平，并保障平臺安全生產(chǎn)。而隨著(zhù)工藝流程越來(lái)越復雜，尤其是稠油熱采技術(shù)的興起，高溫、高粘介質(zhì)對壓力變送器的影響越來(lái)越受到重視。本文基于稠油熱采平臺蒸汽吞吐工藝及高粘原油特性，對稠油熱采流程中的高溫、高粘介質(zhì)進(jìn)行分析，并合理選擇壓力變送器的安裝型式，以便壓力變送器測量更加準確，選型和安裝更加科學(xué)、合理，提升平臺自動(dòng)化水平，并保障平臺安全生產(chǎn)。
1 稠油熱采平臺介紹
稠油是粘度高、相對密度大的原油，國內叫“稠油”，國外叫“重油”，中國稠油分類(lèi)標準見(jiàn)表 1。
中國的稠油瀝青含量低、膠質(zhì)含量高、金屬含量低，稠油粘度偏高、相對密度則較低。由于稠油與常規原油的性質(zhì)存在很大差別，使其采油工藝也有很大區別。稠油與常規輕質(zhì)原油相比，主要有以下特點(diǎn) ：
1）粘度高、密度大、流動(dòng)性差。它不僅增加了開(kāi)采難度和成本，而且使油田的#終采收率非常低。稠油開(kāi)采的關(guān)鍵是提高其在油層、井筒及集輸管線(xiàn)中的流動(dòng)能力。
2）稠油中輕謘hou櫸趾康�，而胶质、沥青含量高�?/div>
3）稠油粘度對溫度敏感。隨著(zhù)稠油溫度的降低其粘度顯著(zhù)增大，這是稠油熱采的主要機理。
稠油油藏一般采用熱力開(kāi)采方法，對油層加熱的方式可分為兩類(lèi)。一是把熱流體注入油層，如注熱水、蒸汽吞吐、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）。
本文結合渤海某稠油熱采項目，該項目采用蒸汽吞吐采油工藝。蒸汽吞吐是先向油井注入一定量的蒸汽，關(guān)井一段時(shí)間，待蒸汽的熱能向油層擴散后，再開(kāi)井生產(chǎn)的一種開(kāi)采稠油的增產(chǎn)方法。蒸汽吞吐作業(yè)的過(guò)程可分為 3 個(gè)階段，即注汽、燜井及回采。
該項目設置兩臺蒸汽發(fā)生器，蒸汽發(fā)生器的蒸汽出口溫度可達 400℃，壓力達到 20 MPa。
蒸汽吞吐采油工藝流程如圖 1 所示。
該項目稠油熱采平臺采用蒸汽吞吐技術(shù)，注入井口蒸汽溫度可達 400 ℃，壓力可以達到 20 MPa。項目井底原油物性見(jiàn)表 2。
從表 2 中可以看出，該項目介質(zhì)原油密度大、粘度大、凝點(diǎn)高、膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量高，屬于超稠油。
由于井底原油物性屬于超稠油，shou先在工藝流程中設置加熱器提高介質(zhì)溫度，并將水源井水、生產(chǎn)水回摻，通過(guò)提高介質(zhì)含水率等方式降低工藝流程中原油粘度，提升原油流動(dòng)性。
不同溫度及含水率下原油粘度見(jiàn)表 3 及圖 2 所示。
從表 3 中可以看出，稠油粘度對溫度及含水率敏感。隨著(zhù)稠油溫度的降低及含水量的增大，其粘度顯著(zhù)增大。
該項目將水源井及生產(chǎn)水混摻后，通過(guò)含水率分析儀進(jìn)行監測，以控制油中含水率在 40% 左右。同時(shí)設置生產(chǎn)加熱器，提高介質(zhì)操作溫度達到 80℃，以便降低生產(chǎn)工藝流程中的粘度。但此時(shí)降低后的粘度仍高達 6019 cP，極易堵塞壓力變送器檢測元件，影響壓力變送器的正常計量使用。因此，針對稠油熱采平臺的高溫、高粘工況，需要對壓力變送器選型安裝進(jìn)行研究分析。
2 高溫工況壓力變送器選型及安裝型式
稠 油 熱 采 蒸 汽 高 溫 可 達 400 ℃， 壓 力 可 以 達 到 20 MPa，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，而常規壓力變送器的檢測原件耐溫一般在 70 ℃上下，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隔膜式壓力變送器是由膜片隔離裝置和配用壓力變送器兩大部分組成。廣泛應用于石油、化工、醫藥、食品、造紙等行業(yè)，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。由于蒸汽設計溫度為400 ℃，工作溫度為 350 ℃，故毛細管填充硅油需選用耐高溫硅油。
高溫蒸汽法蘭隔膜及毛細管式壓力變送器安裝示意圖如圖 3 所示。
圖 3 中壓力變送器毛細管內硅油采用高溫型硅油，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)安裝有冷凝罐。冷凝罐作為保證冷凝液液位平衡和穩定的器件。冷凝罐樣式如圖 4 所示。
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)排放掉冷凝罐里的液體，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，冷凝罐中的冷凝水位不斷抬高，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變�；蛘咴谡羝嬃恐�，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，損壞變送器。
高溫蒸汽壓力變送器（帶冷凝罐）安裝方式如圖 5 所示，其中 074 為冷凝罐。
3 高粘工況壓力變送器選型及安裝型式
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，并安裝沖洗環(huán)，當介質(zhì)黏附在膜片上時(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。法蘭隔膜式壓力變送器安裝方式如圖 6 所示。
4 高溫高粘工況儀表選型及安裝型式
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。安裝方式如圖 3 所示。
5 結論
綜上所述，智能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。雖然智能壓力變送器結構簡(jiǎn)單，技術(shù)應用成熟，但在項目實(shí)際應用中是工藝流程中必不可少的一部分。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。
本文結合項目實(shí)際需求，針對稠油熱采平臺工藝流程中高溫、高粘及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，并附上安裝方式，滿(mǎn)足了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。
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