麦克案例丨智能压力变送器在稠油热采平台的应用

在世界剩余石油资源中，约有70%都是稠油。与常规轻质原油相比，稠油粘度高、密度大、流动性差，并且对温度敏感，因而采用常规开采方法很难经济有效地开发。

由于稠油与常规原油的性质存在很大差别，其采油工艺也有很大区别。开采稠油的关键在于提高其在油层、井筒及集输管线中的流动能力。稠油油藏一般采用热力开采方法，通常使用蒸汽吞吐及蒸汽驱动技术提高底层原油温度，降低井底高粘原油粘度，从而增加原油采出率。随着热力开采技术的发展，开采规模在逐步扩大，产量在不断增长，稠油热采在石油工业中已占有较为重要的位置。

应用系统概述

粘度高、比重大的原油称稠油。稠油流动阻力大，从油层流入井筒，或从井筒举升到地面都很困难。对于已流到井筒中的稠油，采用降粘法或稀释法，而对于油层中的稠油采取热力开采法，对油层加热的方式可分为两类。一是把流体注入油层，如注入热水，蒸汽驱动等；另一类是在油层内燃烧产生热量，称就地（层内）燃烧或火烧油层（火驱法），而使用最广泛的就是蒸汽驱动技术。

工作原理

蒸汽驱动技术是由蒸汽吞吐技术注入油井连续向油层内注入高温蒸汽，通过周期性地向油井注入蒸汽，将大量热带入油层的一种稠油增产措施。注入的热使原油粘度大大降低，从而提高了油井中原油的流动能力，蒸汽驱替油层持续向附近的生产井移动，这样就起到了增产作用。蒸汽吞吐过程包含如下三个方面：注汽阶段，焖井阶段，采油阶段。

注气与采油同时进行，一方面加热油层降低了原油的粘度，另一方面补充了地层的能量，驱替原油。两者共同作用，使采收率最高能达到60%~80%。

麦克解决方案

稠油热采蒸汽高温可达400 ℃，压力可达20MPa，对于高温、高压蒸汽计量，需要设置压力变送器进行压力计量。由于蒸汽的工作压力和工作温度较高，因而压力变送器选型方案建议采用如下两种：

1）选用法兰隔膜式，同时带有毛细管远程安装的压力变送器

由于稠油粘度大，为防止高粘介质堵塞检测元件，需要增加检测元件接触面积，降低堵塞风险。法兰隔膜式压力变送器，可测量具有强腐蚀性、高粘度、易结晶及含有固体颗粒的液体/气体介质压力。在连接处安装冲洗环，当介质黏附在膜片上时，可通过冲洗口，使用淡水对膜片进行冲洗，提高压力变送器精度及使用寿命。

由于蒸汽设计温度高达400 ℃，工作温度可达350 ℃，故毛细管填充硅油需选用耐高温硅油，以防止高温蒸汽损坏压力变送器。

2）选用常规压力变送器，远程安装，同时带有冷凝罐

对于高温、高压蒸汽，为了保障压力变送器正常工作，压力变送器一般需要远程安装，同时安装冷凝罐作为保证冷凝液液位平衡和稳定的器件。

冷凝器左侧面的接口与管线取压孔连接，下面接口通过导压管与变送器连接，右侧面的接口为排放口，上面接口为注液口。当冬天不注热时，需要及时排出液体，以防止冬天冻结。
高温蒸汽在冷凝罐中因为与环境换热而不断冷却，当蒸汽冷却后的温度低于饱和蒸汽压下的饱和温度时，就会有一部分蒸汽冷凝成水析出。于是，冷凝罐不断抬高，一直达到与传感器连接的水平接口处，继续冷凝的冷凝水会通过与传感器连接的水平导压管返回蒸汽管道，冷凝罐中的冷凝水液位保持稳定不汽计量之前，通过冷凝罐上方的注入孔注入水，并将液位达到与传感器连接的水平接口处。这样高温蒸汽就不会与压力变送器检测元件直接接触，损坏变高温蒸汽压力变送器（带冷凝罐）。

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