晁宏洲，黃明基，張胡生，陳昱含

中國石油塔里木油田分公司油氣運(yùn)銷部 （新疆 庫爾勒 841000）

計(jì)量核查是XX油田一項(xiàng)常態(tài)化、制度化的計(jì)量工作，是對(duì)在用計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行符合性審查，對(duì)計(jì)量設(shè)施功能進(jìn)行確認(rèn)，從而保證計(jì)量管理依法合規(guī)，計(jì)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行、維護(hù)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，計(jì)量結(jié)果準(zhǔn)確可靠。計(jì)量核查的作用類似于計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)中要求的“期間核查”或“使用中檢驗(yàn)”，但工作內(nèi)容和形式更豐富、更靈活。計(jì)量核查不能代替計(jì)量器具的周期檢定、校準(zhǔn)，也不需要由專業(yè)的計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)來開展，常?？梢耘c測(cè)量管理體系中重點(diǎn)測(cè)量設(shè)備的計(jì)量確認(rèn)和關(guān)鍵測(cè)量過程的控制等工作結(jié)合起來進(jìn)行。計(jì)量核查工作需要制定嚴(yán)格、規(guī)范的操作規(guī)程來執(zhí)行，雖然它總體上是一項(xiàng)技術(shù)活動(dòng)，但通過計(jì)量核查可以發(fā)現(xiàn)管理上的問題，改進(jìn)提高計(jì)量管理工作。

1 油氣計(jì)量方式和設(shè)施

計(jì)量核查小組按照工作安排對(duì)XX油田的一個(gè)對(duì)外合作區(qū)塊油氣交接計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行了計(jì)量核查。合作區(qū)塊由外部公司與油田合作開發(fā)，目前開發(fā)2口井。2口井的井流物集中至附近的集氣站進(jìn)行氣液分離、計(jì)量后混輸至油氣處理廠加工處理，集氣站計(jì)量工藝流程見圖1。合作區(qū)塊勘探開發(fā)由外部公司負(fù)責(zé)，生產(chǎn)設(shè)施由外部公司投資建設(shè)，所產(chǎn)凝析油、天然氣濕氣作為產(chǎn)品由XX油田回購。

圖1 對(duì)外合作區(qū)塊集氣站計(jì)量工藝流程圖

對(duì)外合作區(qū)塊依托已建集氣站進(jìn)行油氣初步分離后單相計(jì)量，計(jì)量方式確定為“多井輪換計(jì)量”。已開發(fā)的2口井油氣產(chǎn)量不高，處于計(jì)量分離器的設(shè)計(jì)負(fù)荷內(nèi)，油氣合并后進(jìn)入計(jì)量分離器分離計(jì)量。投產(chǎn)井?dāng)?shù)增加，產(chǎn)量增大超過分離器的負(fù)荷后，采用多井定時(shí)輪換計(jì)量方式，在一口井計(jì)量時(shí)，其余的井所產(chǎn)油氣直接進(jìn)入集輸管道，計(jì)量數(shù)據(jù)采用輪換計(jì)量期間的固定數(shù)值。計(jì)量分離器為氣液分離器，在未出地層水之前，天然氣濕氣和凝析油均在計(jì)量分離器計(jì)量。在見到地層水后，單井天然氣濕氣仍在計(jì)量分離器計(jì)量，液相（凝析油和地層水）進(jìn)入并聯(lián)設(shè)置的生產(chǎn)分離器（圖1中未畫出）。生產(chǎn)分離器為油、氣、水三相分離器，凝析油和地層水分別計(jì)量。

計(jì)量分離器液相計(jì)量采用EMERSON科里奧利質(zhì)量流量計(jì)，經(jīng)第三方計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)檢定合格。氣液分離器氣相計(jì)量采用成都航利高級(jí)閥式孔板節(jié)流裝置，配套壓力、溫度、差壓檢測(cè)儀表，儀表信號(hào)上傳至集氣站RTU，由RTU內(nèi)置的孔板流量算法模塊進(jìn)行計(jì)算后顯示和再次上傳。壓力、溫度、差壓變送器經(jīng)第三方計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)檢定合格，但標(biāo)準(zhǔn)孔板一直未送檢，整套標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量系統(tǒng)由第三方計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)采用便攜式超聲流量計(jì)在線比對(duì)確定計(jì)量誤差。

2 計(jì)量狀況評(píng)價(jià)

計(jì)量分離器分離出的液相采用科里奧利質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量，本身是很成熟的計(jì)量工藝，計(jì)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)選型安裝符合SY/T 6682—2007《用科里奧利流量計(jì)測(cè)量液態(tài)烴流量》[1]方法標(biāo)準(zhǔn)，流量計(jì)測(cè)量范圍滿足實(shí)際工藝，也不存在影響正常計(jì)量的外部因素。集氣站配備了EMERSON公司生產(chǎn)的0.1級(jí)高準(zhǔn)質(zhì)量流量計(jì)，由具有資質(zhì)的計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)按照J(rèn)JG 1038—2008《科里奧利質(zhì)量流量計(jì)檢定規(guī)程》采用靜態(tài)質(zhì)量法水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定合格。

天然氣濕氣采用標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)量，也是成熟的計(jì)量工藝。計(jì)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選型安裝符合GB/T 21446—2008《用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)測(cè)量天然氣流量》[2]方法標(biāo)準(zhǔn)，壓力變送器、溫度變送器、差壓變送器均按照各自的檢定規(guī)程及校準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行量值溯源，量程選用合理。但標(biāo)準(zhǔn)孔板未進(jìn)行過檢定、校準(zhǔn)，參與流量計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)孔板幾何尺寸還一直沿用設(shè)計(jì)值。未配備流量計(jì)算機(jī)，RTU內(nèi)置孔板流量算法程序無法調(diào)用，準(zhǔn)確性不能得到確認(rèn)。參與流量計(jì)算的天然氣組分?jǐn)?shù)據(jù)不具有代表性，且自從第一口井投產(chǎn)后從未更新過。

從計(jì)量系統(tǒng)符合性審查的角度，判定液相計(jì)量系統(tǒng)滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，而氣相計(jì)量系統(tǒng)不符合要求。

3 計(jì)量數(shù)據(jù)的驗(yàn)證

計(jì)量核查小組采集標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量系統(tǒng)同一時(shí)刻的相關(guān)計(jì)量參數(shù)，運(yùn)用北京某測(cè)控技術(shù)有限公司專業(yè)生產(chǎn)、公開發(fā)售并經(jīng)貿(mào)易計(jì)量認(rèn)證的TRQ-2004-02天然氣流量測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)孔板設(shè)計(jì)及管理軟件核查現(xiàn)場(chǎng)流量計(jì)量數(shù)據(jù)，計(jì)算結(jié)果見表1。

從表1數(shù)據(jù)可以看出，現(xiàn)場(chǎng)RTU流量轉(zhuǎn)換模塊計(jì)算的瞬時(shí)流量與專業(yè)軟件計(jì)算的瞬時(shí)流量相差很大，分析原因可能在于：①因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)孔板沒有進(jìn)行檢定，現(xiàn)場(chǎng)人員提供的標(biāo)準(zhǔn)孔板孔徑設(shè)計(jì)值與實(shí)際值相差較大；②RTU內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn)孔板流量算法程序存在錯(cuò)誤；③參與流量計(jì)算的單井的氣質(zhì)組分?jǐn)?shù)據(jù)與兩口井的混合氣氣質(zhì)組分?jǐn)?shù)據(jù)相差很大；④或者以上3種情況兼而有之。

4 天然氣計(jì)量系統(tǒng)存在的問題

1）核心計(jì)量器具沒有得到有效檢定及校準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量系統(tǒng)的核心測(cè)量元件、標(biāo)準(zhǔn)孔板一直未得到檢定、校準(zhǔn)，這不符合天然氣交接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理規(guī)范。現(xiàn)場(chǎng)利用便攜式超聲流量計(jì)在線比對(duì)的計(jì)量誤差不能作為交接計(jì)量的依據(jù)。

2）多井輪換計(jì)量的方式存在缺陷。多井輪換計(jì)量的模式只適用于井口計(jì)量等準(zhǔn)確度要求低的場(chǎng)合。合作區(qū)塊只有2口井開發(fā)生產(chǎn)，油氣產(chǎn)量尚處于氣液分離器的設(shè)計(jì)負(fù)荷內(nèi)，問題還沒有暴露。投產(chǎn)井?dāng)?shù)增多，氣量增大的時(shí)候，勢(shì)必存在某一單井在計(jì)量，其余井的天然氣和凝析油流量只能采用固定值的情況。井口產(chǎn)氣量無法保持穩(wěn)定，這種計(jì)量方式準(zhǔn)確度就很低，也不符合油氣交接必須連續(xù)實(shí)時(shí)計(jì)量的要求。

表1 標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量系統(tǒng)流量計(jì)量數(shù)據(jù)核查表

3）天然氣流量算法程序沒有得到確認(rèn)。標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量系統(tǒng)測(cè)量天然氣流量，必須實(shí)時(shí)采集溫度、壓力、差壓等參數(shù)，依據(jù)GB/T 21446—2008準(zhǔn)確計(jì)算得到，該標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了統(tǒng)一的流量算法程序?，F(xiàn)場(chǎng)內(nèi)置在RTU中的算法程序經(jīng)采集實(shí)時(shí)參數(shù)用專業(yè)軟件驗(yàn)證，存在17.98%的相對(duì)誤差。造成如此大的誤差很可能是由于RTU內(nèi)置算法程序不標(biāo)準(zhǔn)或僅為過程控制的簡易算法。

4）計(jì)量參數(shù)沒有及時(shí)更新。現(xiàn)場(chǎng)用于計(jì)算天然氣流量的氣質(zhì)組分?jǐn)?shù)據(jù)，或者沿用了設(shè)計(jì)值，或者采用了單井的檢測(cè)數(shù)據(jù)（現(xiàn)場(chǎng)人員對(duì)此不明確），不具有目前兩口井混合氣的代表性。氣質(zhì)組分?jǐn)?shù)據(jù)沒有得到及時(shí)更新，是一個(gè)誤差來源。

5）濕氣交接沒有標(biāo)準(zhǔn)可依。外部公司與油田兩個(gè)不同單位之間的油氣商品交接，理應(yīng)屬于貿(mào)易計(jì)量交接性質(zhì)，但目前在我國尚沒有對(duì)濕氣貿(mào)易交接的計(jì)量系統(tǒng)和計(jì)量儀表允許誤差范圍做出規(guī)定的國家或石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。若按照GB/T 18603—2014《天然氣計(jì)量系統(tǒng)技術(shù)要求》[3]考量，如果合作區(qū)塊經(jīng)過氣液分離器分離后的天然氣作為產(chǎn)品氣來進(jìn)行貿(mào)易交接，則目前的氣量符合一級(jí)計(jì)量的“B（2）級(jí)”，計(jì)量系統(tǒng)的最大允許誤差±2.0%；但若按照GB 50350—2015《油田油氣集輸設(shè)計(jì)規(guī)范》[4]當(dāng)做濕氣來計(jì)量，則屬于集氣計(jì)量，計(jì)量系統(tǒng)的最大允許誤差±5.0%，兩者相差較懸殊，容易引起計(jì)量爭議和糾紛。

6）其他可能影響計(jì)量系統(tǒng)準(zhǔn)確性的問題。由于標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量系統(tǒng)用來測(cè)量經(jīng)初步分離的天然氣，屬于井口濕氣且介質(zhì)溫度高，其烴、水露點(diǎn)高，所含飽和烴蒸氣、水蒸氣在冬季嚴(yán)寒的外部環(huán)境下容易在標(biāo)準(zhǔn)孔板前積液或者在差壓變送器引壓管內(nèi)積液，兩者都會(huì)造成計(jì)量系統(tǒng)準(zhǔn)確度下降。

5 凝析油計(jì)量中的潛在問題

按照慣例，油品交接應(yīng)扣除含水，按純油量交接。如果屬于貿(mào)易交接計(jì)量，則需要將油品數(shù)量按照GB/T 9109.5—2017《石油和液體石油產(chǎn)品動(dòng)態(tài)計(jì)量第5部分：油量計(jì)算》[5]標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，一直計(jì)算到油品“在空氣中的重量”才達(dá)到交接條件。集氣站采用氣液兩相分離的計(jì)量分離器，凝析油含水需要分析檢測(cè)扣除含水量，但因?yàn)楹献鲄^(qū)塊目前開發(fā)的2口井還未見地層水，故現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量交接中未考慮也未實(shí)際開展這項(xiàng)工作，從長遠(yuǎn)考慮，需要建立凝析油質(zhì)量檢驗(yàn)工作制度。

6 結(jié)論和建議

1）合作區(qū)塊單井凝析油計(jì)量器具，滿足交接計(jì)量要求，但需增加質(zhì)量檢驗(yàn)手段和設(shè)備，實(shí)現(xiàn)純油量交接。

2）合作區(qū)塊標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量系統(tǒng)存在缺陷，計(jì)量器具未全部檢定及校準(zhǔn)，流量算法程序可能不標(biāo)準(zhǔn)，參與流量計(jì)算的天然氣組分?jǐn)?shù)據(jù)不具有代表性。

3）建議交接雙方盡快簽訂計(jì)量交接協(xié)議，協(xié)商明確油氣產(chǎn)品計(jì)量交接性質(zhì)、計(jì)量系統(tǒng)準(zhǔn)確度要求、氣質(zhì)組分的更新周期等事項(xiàng)。

4）建議交接雙方提前考慮油氣產(chǎn)量增大后的規(guī)范計(jì)量方式，增加分離器，放棄多井輪換計(jì)量方式，保證交接油氣產(chǎn)品得到實(shí)時(shí)連續(xù)計(jì)量。

5）建議對(duì)天然氣計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行改造，增加用于標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)算的專用流量計(jì)算機(jī)，其內(nèi)置算法必須符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范并得到認(rèn)證。

6）建議增加在線色譜分析儀，以滿足井口天然氣組分變化，提高計(jì)量系統(tǒng)準(zhǔn)確度。

7）建議對(duì)所有計(jì)量器具按照相關(guān)規(guī)程、規(guī)范進(jìn)行周期檢定、校準(zhǔn)，并依據(jù)檢定、校準(zhǔn)證書上的實(shí)際檢測(cè)值對(duì)計(jì)量系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行更新。

8）建議生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)人員加強(qiáng)冬季寒冷天氣下的計(jì)量管路和差壓變送器引壓管的排液。