羅 勤 許文曉 常宏崗

1.中國(guó)石油西南油氣田公司天然氣研究院 2.全國(guó)天然氣標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)秘書(shū)處3.國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織天然氣上游領(lǐng)域分技術(shù)委員會(huì)秘書(shū)處4.中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司天然氣質(zhì)量控制和能量計(jì)量重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

天然氣工業(yè)上游領(lǐng)域國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展設(shè)想

羅 勤1，2，3，4許文曉1，2，3，4常宏崗1，2，3，4

1.中國(guó)石油西南油氣田公司天然氣研究院 2.全國(guó)天然氣標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)秘書(shū)處3.國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織天然氣上游領(lǐng)域分技術(shù)委員會(huì)秘書(shū)處4.中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司天然氣質(zhì)量控制和能量計(jì)量重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

針對(duì)上游領(lǐng)域天然氣含水、含硫化氫、兩相或多相的復(fù)雜特性以及標(biāo)準(zhǔn)化特點(diǎn)，分析了天然氣工業(yè)上游領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀，并在現(xiàn)行國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，根據(jù)天然氣上游領(lǐng)域管理增效和開(kāi)展貿(mào)易需要解決的技術(shù)問(wèn)題，提出了天然氣工業(yè)上游領(lǐng)域國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展設(shè)想。

天然氣 上游領(lǐng)域 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化 發(fā)展設(shè)想

1 天然氣工業(yè)上游領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化特點(diǎn)和發(fā)展的必要性

按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織天然氣技術(shù)委員會(huì)（ISO／TC 193）定義，天然氣工業(yè)上游領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化特指從井口到長(zhǎng)輸管道之間天然氣取樣、分析測(cè)試、測(cè)量、分配和水合物管理的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作［1－2］。

上游領(lǐng)域的天然氣一般具有含水、含硫化氫、兩相或多相的復(fù)雜特性。因此，在鉆井作業(yè)、完井作業(yè)和增產(chǎn)作業(yè)后，以及集輸、處理和貿(mào)易交接過(guò)程中，如何保證現(xiàn)場(chǎng)取樣的有效性和代表性、保證對(duì)重要組分快速和準(zhǔn)確的測(cè)定、保證對(duì)處理過(guò)程的有效監(jiān)控、保證上游領(lǐng)域測(cè)量的有效性和準(zhǔn)確性、保證不同所有權(quán)的各方有效實(shí)施分配計(jì)量、保證上游領(lǐng)域處理裝置簡(jiǎn)化和高效、避免水合物是需要解決的關(guān)鍵技術(shù)和研究的核心標(biāo)準(zhǔn)。

世界上多數(shù)油氣田天然氣資源中均含有一定數(shù)量的硫化氫、有機(jī)硫、水、凝析烴、二氧化碳和其他雜質(zhì)。隨著這些氣藏資源的不斷開(kāi)發(fā)，對(duì)天然氣上游領(lǐng)域取樣、分析測(cè)試、測(cè)量、分配和水合物管理技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化需求日益增長(zhǎng)。

目前，跨國(guó)石油公司與本地石油公司聯(lián)合勘探開(kāi)發(fā)天然氣資源的合作模式被廣泛采用，特別是海上天然氣資源的勘探開(kāi)發(fā)。在我國(guó)，對(duì)常規(guī)和非常規(guī)天然氣資源的勘探開(kāi)發(fā)已越來(lái)越多地采用這種合作模式。由此，急需發(fā)展上游領(lǐng)域技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)并國(guó)際化。

另外，現(xiàn)代化天然氣處理工藝要求減少在上游領(lǐng)域分離設(shè)備等相關(guān)地面設(shè)施的投資和運(yùn)行成本，凸顯發(fā)展新型天然氣分析測(cè)試和測(cè)量技術(shù)并標(biāo)準(zhǔn)化的重要性，同時(shí)亦要求研究和建立天然氣處理廠氣體及溶液取樣和測(cè)定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以及處理過(guò)程監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)。

2 天然氣工業(yè)上游領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

2.1 國(guó)外現(xiàn)狀

2008年，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織天然氣技術(shù)委員會(huì)天然氣上游領(lǐng)域分技術(shù)委員會(huì)（ISO／TC 193／SC 3）發(fā)布了國(guó)際技術(shù)報(bào)告ISO／TR 26762《天然氣上游領(lǐng)域－氣體和冷凝物的分配》［3］。在國(guó)外，由海上或岸上租讓區(qū)開(kāi)采的烴類氣體和凝液通常由共用管道輸送到共用的處理設(shè)施。天然氣和凝液在共用的處理設(shè)施被加工處理，使其滿足銷售指標(biāo)的要求。在處理設(shè)施處銷售的所有氣體和凝液所獲得的收益應(yīng)分配給各自的租讓區(qū)，并最終分配給單個(gè)氣藏或氣井。該技術(shù)報(bào)告［3］規(guī)定了一種生產(chǎn)測(cè)量和分配方法，按規(guī)定的硬件和程序，公平、合理地將氣體和凝液分配回各個(gè)租讓區(qū)、氣藏和氣井。

自2013年，ISO／TC 193／SC 3提出修訂ISO／TR 26762，使其提升成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，由美國(guó)專家擔(dān)任召集人。新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)將包含以下內(nèi)容［4］：①分離前和井口前的分配；②按組分和／或按量進(jìn)行分配；③海下分配方法；④陸地和海上分配（標(biāo)準(zhǔn)核心內(nèi)容）；⑤分配系統(tǒng)的監(jiān)控方法；⑥近紅外光譜測(cè)定方法的應(yīng)用；⑦濕天然氣流量計(jì)硬件的選型和操作指南；⑧取樣及氣體分析硬件的選型和操作指南；⑨重新確認(rèn)原有技術(shù)報(bào)告的范圍、定義和一些表單內(nèi)容。

目前，ISO／TC 193／SC 3正在開(kāi)展的標(biāo)準(zhǔn)制修訂項(xiàng)目主要有5項(xiàng)，涉及分配測(cè)量、濕氣測(cè)量、濕氣取樣、在線測(cè)試、激光光譜法測(cè)定H2S含量（見(jiàn)表1）。

表1 ISO／TC193／SC3正在開(kāi)展的標(biāo)準(zhǔn)制修訂項(xiàng)目［1，4］Table 1 Standards under development by ISO／TC193／SC3

美國(guó)在天然氣上游領(lǐng)域涉及的技術(shù)方面在世界范圍內(nèi)具有領(lǐng)先性，曾經(jīng)承擔(dān)過(guò)ISO／TC 193秘書(shū)處，目前正作為召集人牽頭制定分配測(cè)量國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，以及制定濕氣測(cè)量和濕氣取樣2項(xiàng)國(guó)際技術(shù)報(bào)告。美國(guó)石油學(xué)會(huì)石油測(cè)量委員會(huì)（API／COPM）制定了API石油測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)（MPMS）第20章《石油和天然氣的分配測(cè)量》和API MPMS 20.6《生產(chǎn)分配方法和技術(shù)》等有關(guān)上游領(lǐng)域的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)文件。

在高含硫天然氣取樣方面，加拿大阿爾伯塔硫磺研究所和巖芯公司研究開(kāi)發(fā)了針對(duì)高含硫天然氣的取樣技術(shù)，如元素硫的取樣技術(shù)，但未建立相應(yīng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

在濕氣測(cè)量和濕氣取樣技術(shù)方面，荷蘭殼牌公司、美國(guó)CESSI、泰國(guó)能源署等在氣體和冷凝物分配測(cè)量、濕氣測(cè)量、濕氣取樣技術(shù)開(kāi)發(fā)方面進(jìn)行了大量的研究工作，正借助TC 193平臺(tái)，將其研究成果國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化。

在汞、烴含量和烴露點(diǎn)上，ISO／TC 193和ASTM形成了一些標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)報(bào)告（見(jiàn)表2），但沒(méi)有形成顆粒物及粒徑分布、放射性元素、砷等測(cè)定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)報(bào)告。

表2 ISO／TC193和ASTM制定的汞含量、烴含量／烴露點(diǎn)測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Standards for determination of mercury，hydrocarbon content／hydrocarbon dew point published by ISO／TC193 and ASTM

在硫磺產(chǎn)品、天然氣處理廠氣體及溶液分析方面，目前未查到相應(yīng)的ISO、API、ASTM等標(biāo)準(zhǔn)。日本等國(guó)對(duì)硫磺產(chǎn)品的測(cè)試指標(biāo)較我國(guó)多，并制定了相應(yīng)的測(cè)試技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；加拿大硫磺研究所形成了同時(shí)測(cè)定液態(tài)硫磺中多硫化氫和硫化氫含量的技術(shù)，然而未形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀

我國(guó)已建立涉及天然氣上游領(lǐng)域取樣、分析測(cè)試多項(xiàng)國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（見(jiàn)表3）。

表3 我國(guó)建立的天然氣上游領(lǐng)域國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Table 3 National standards and industry standards of upstream natural gas established in China

我國(guó)目前由全國(guó)天然氣標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)組織，正在制修訂的天然氣上游領(lǐng)域國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)共有11項(xiàng)（見(jiàn)表4），正在開(kāi)展《用扣除干擾影響的冷原子吸收法測(cè)定井口天然氣中汞含量》、《正壓法音速噴嘴干、濕氣氣體流量測(cè)試方法研究》、《天然氣濕氣測(cè)量配套技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)裝置要求研究》3項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)研究項(xiàng)目。

表4 我國(guó)正在制修訂的天然氣上游領(lǐng)域國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Table 4 Standards under development for natural gas upstream in China

3 天然氣上游領(lǐng)域國(guó)際、國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化組織

3.1 ISO／TC 193／SC 3

ISO／TC 193／SC 3成立于1999年，ISO／TC 193把天然氣工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化工作由下游領(lǐng)域向上游領(lǐng)域的發(fā)展作為面向21世紀(jì)的重點(diǎn)任務(wù)。

ISO／TC 193／SC 3主要負(fù)責(zé)天然氣上游領(lǐng)域有關(guān)分配、濕氣測(cè)量、濕氣取樣、在線氣相色譜、硫化氫測(cè)定和水合物管理的標(biāo)準(zhǔn)化工作［1］。同時(shí)，將天然氣液化等的氣質(zhì)控制、取樣、分析測(cè)試和測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)化納入上游領(lǐng)域工作范圍。

ISO／TC 193／SC 3秘書(shū)處先后設(shè)在挪威和美國(guó)，目前設(shè)在中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)（SAC），由中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司（CNPC）負(fù)責(zé)，有投票成員（P成員）13個(gè)，觀察成員（O成員）12個(gè)?，F(xiàn)任主席為中國(guó)石油西南油氣田公司天然氣研究院的黃黎明（任期至2016年），副主席為美國(guó)ENABLE中游合作公司的Philip Lawrence。秘書(shū)為中國(guó)石油西南油氣田公司天然氣研究院的常宏崗，并設(shè)置秘書(shū)助理團(tuán)隊(duì)。目前，ISO／TC 193／SC 3開(kāi)展工作的工作組有5個(gè)（見(jiàn)表5），分別從事濕氣取樣、濕氣測(cè)量、氣體和冷凝物分配、在線氣相色譜、硫化氫測(cè)定國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制修訂。

表5 ISO／TC193／SC3下屬的工作組Table 5 Working groups of ISO／TC193／SC3

3.2 SAC／TC 244／WG 3

為解決上游天然氣、非常規(guī)天然氣取樣、分析測(cè)試、測(cè)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)缺失問(wèn)題，對(duì)口ISO／TC 193／SC 3，全國(guó)天然氣標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)天然氣上游領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)工作組（SAC／TC 244／WG 3）成立于2010年11月，負(fù)責(zé)開(kāi)展天然氣從井口到長(zhǎng)輸管道之間的取樣、分析測(cè)試和測(cè)量的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化工作。工作任務(wù)是跟蹤ISO／TC 193／SC 3“天然氣上游領(lǐng)域”分委會(huì)各工作組的工作進(jìn)展，收集和研究相關(guān)國(guó)內(nèi)外技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)資料，調(diào)查國(guó)內(nèi)技術(shù)的使用和發(fā)展情況以及相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定情況，分析相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的配套性，圍繞天然氣上游領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化工作提出標(biāo)準(zhǔn)制修訂建議，審查相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)草案和宣貫相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。至今，該工作組已組織開(kāi)展了14項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)前期研究項(xiàng)目和6項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)制定工作，堅(jiān)持積極推進(jìn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化，為提升我國(guó)上游領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)入國(guó)際前沿奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

4 天然氣上游領(lǐng)域國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展設(shè)想

隨著中亞、中緬和中俄等進(jìn)口天然氣業(yè)務(wù)的高速發(fā)展，需要國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)法規(guī)和合格評(píng)定程序等解決國(guó)際天然氣貿(mào)易中出現(xiàn)的問(wèn)題。針對(duì)上游領(lǐng)域天然氣含水、含有毒有害物質(zhì)、兩相或多相的復(fù)雜特性以及天然氣上游領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化特點(diǎn)，通過(guò)分析天然氣上游領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀，結(jié)合我國(guó)發(fā)展需求，提出如下天然氣上游領(lǐng)域國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展設(shè)想，重點(diǎn)是研制創(chuàng)新標(biāo)準(zhǔn)，突破上游領(lǐng)域國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化。

表6 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際技術(shù)報(bào)告制修訂規(guī)劃Table 6 Development plan for international standards and international technical reports

（1）發(fā)揮我國(guó)承擔(dān)ISO／TC 193／SC 3秘書(shū)處的有利時(shí)機(jī)，積極開(kāi)展上游領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)和推廣應(yīng)用，將我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)推向國(guó)際；推進(jìn)激光光譜法測(cè)定硫化氫、紫外熒光法測(cè)定總硫，推進(jìn)天然氣質(zhì)量流量測(cè)定，推進(jìn)顆粒物、汞、氡測(cè)定方法等7項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和3項(xiàng)國(guó)際技術(shù)報(bào)告制修訂（見(jiàn)表6）；形成天然氣上游領(lǐng)域技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)力，支撐ISO／TC 193／SC 3秘書(shū)處建設(shè)，提升話語(yǔ)權(quán)和影響力，為我國(guó)天然氣工業(yè)上游領(lǐng)域勘探開(kāi)發(fā)業(yè)務(wù)的高速發(fā)展和走出國(guó)門提供技術(shù)支持。

續(xù)表6

（2）深化對(duì)ISO／TC 193、ISO／TC 193／SC 3國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際技術(shù)報(bào)告的對(duì)標(biāo)分析，提升采標(biāo)項(xiàng)目的先進(jìn)性、適應(yīng)性和有效性，落實(shí)我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)及其他國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)之間存在的差異及其差異可能對(duì)檢測(cè)結(jié)果帶來(lái)的影響；開(kāi)展驗(yàn)證試驗(yàn)，采用先進(jìn)、可靠的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，滿足天然氣工業(yè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的需求。

（3）推進(jìn)國(guó)內(nèi)專家參加國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化會(huì)議，組織技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展國(guó)際研討會(huì)，開(kāi)展熱點(diǎn)問(wèn)題技術(shù)交流，保持同ISO、ASTM、API、EN、GPA等國(guó)際國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)化組織，以及頁(yè)巖氣、石油天然氣等行業(yè)和氫能、煤化工等全國(guó)標(biāo)委會(huì)的合作與技術(shù)交流，促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作有序、科學(xué)和可持續(xù)發(fā)展。

［1］ISO／TC193／SC3.Report of the ISO／TC 193／SC 3Secretariat for the 8th Meeting［R］.Delft，the Netherlands，27June 2013.

［2］羅勤，姬忠禮，許文曉，等.天然氣產(chǎn)品質(zhì)量和分析測(cè)試技術(shù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展［J］.石油與天然氣化工，2013，42（6）：549－554.

［3］國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）.ISO／TR 26762天然氣上游領(lǐng)域—?dú)怏w和冷凝物的分配［S］.日內(nèi)瓦，2008.

［4］ISO／TC193／SC3.Resolutions from the 8th Meeting of ISO／TC 193／SC 3［R］.Delft，Netherlands，27June 2013.

Development plan of international standardization for upstream area in natural gas industry

Luo Qin1，2，3，4，Xu Wenxiao1，2，3，4，Chang Honggang1，2，3，4
（1.Research Institute of Natural Gas Technology，Chengdu610213，China；2.Secretariat of China Natural Gas Standardization Technology Committee，Chengdu610213，China；3.Secretariat of ISO／TC193／SC3，Chengdu610213，China；4.Key Laboratory of Natural Gas Quality and Energy Measurement，CNPC，Chengdu610213，China）

According to the complex features of upstream natural gas which is two phase or multiphase，containing water，hydrogen sulfide，this paper describes the current situation for upstream area in natural gas standardization at home and abroad.In the light of our specific situation，on the basis of the existing national and industrial standards and the technical problems needed to be resolved considering in the improvement of management profits and the development of natural gas trade，the development plan of natural gas upstream international standardization is proposed.

natural gas，upstream area，international standardization，development plan

TE648

A

10.3969／j.issn.1007－3426.2015.05.019

羅勤（1968－），女，高級(jí)工程師，獲得中國(guó)石油大學(xué)（北京）博士學(xué)位，現(xiàn)任中國(guó)石油西南油氣田公司天然氣研究院副總工程師，全國(guó)天然氣標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)委員兼秘書(shū)處常務(wù)秘書(shū)，ISO／TC193對(duì)外投票人和ISO／TC193／SC3秘書(shū)處秘書(shū)助理，主要從事天然氣分析測(cè)試技術(shù)研究和標(biāo)準(zhǔn)化工作。E－mail：luoq＠petrochina.com.cn

2015－04－12；編輯：鐘國(guó)利