谷頌（大慶油田有限責(zé)任公司第二采油廠）

在石油行業(yè)中，原油計量的準確性對于生產(chǎn)管理、貿(mào)易結(jié)算和決策制定至關(guān)重要。由于原油的復(fù)雜性和計量過程中的各種因素，誤差和偏差常常會導(dǎo)致計量結(jié)果的不準確性，進而影響到各方的利益和決策的正確性[1-3]。因此，深入研究影響原油精確計量的因素，并制定相應(yīng)的對策措施，成為當前石油行業(yè)亟需解決的問題。

1 原油交接誤差影響因素分析

1.1 原油計量產(chǎn)生的誤差

1.1.1 油高影響計量的準確性

油高是指原油在儲罐內(nèi)的液面高度，這是確定原油體積的關(guān)鍵輸入?yún)?shù)。原油體積V可以通過公式（1）進行計算[4]：

式中：V為原油體積，m3；A為儲罐橫截面積，m2；H為油高，m；而C是校正系數(shù)。

在公式（1）中，橫截面積A通常是儲罐的固定參數(shù)，通過查閱儲罐的設(shè)計幾何尺寸可以獲得，對計量準確性的影響較小。校正系數(shù)C用于基于儲罐特定條件（如形狀、溫度、壓力等）修正計算結(jié)果。油高H是直接從儲罐內(nèi)原油液面的高度實際測量得到的，而非通過計算。可以看出油高的準確測量對于計算原油體積的精度至關(guān)重要。油高的測量方法包括使用激光測距儀、超聲波測距儀、浮子測量儀等。在實際操作中，油高的測量可能會受到液面不平整、儲罐內(nèi)部結(jié)構(gòu)遮擋等因素的影響。通過準確測量油高和確定校正系數(shù)，可以更精確地計算原油體積。

1.1.2 油溫影響計量的準確性

原油溫度對計量準確性的影響主要體現(xiàn)在以下幾個方面[5]：

1）溫度測量誤差：溫度計的精度和準確度對計量結(jié)果會產(chǎn)生直接影響。這是因為原油測量時要考慮溫度對原油體積的影響，根據(jù)熱膨脹公式：

式中：V代表校正后的原油體積，m3；V0是在標準溫度下原油的體積，m3；ΔT代表溫度變化；β為熱膨脹系數(shù)。從公式（2）中可以看出，如果使用的溫度計精度不高或校準不準確時，即使是小的溫度誤差，通過β的放大作用也可能導(dǎo)致顯著的計量偏差。

2）溫度梯度效應(yīng)：儲罐內(nèi)原油的溫度可能存在梯度變化，不同部位的溫度差異會影響計量結(jié)果的準確性。在儲罐內(nèi)部存在溫度不均勻的情況下，僅通過單一溫度測量點的數(shù)據(jù)進行計量可能無法反映整體溫度情況，從而引起誤差。

3）溫度修正計算的精度：在計量過程中進行溫度修正時，修正計算的精度和方法會對結(jié)果產(chǎn)生影響。不同的修正計算方法可能具有不同的準確性，選擇合適的修正方法和精確的修正參數(shù)是提高計量準確性的關(guān)鍵。

1.2 原油化驗產(chǎn)生的誤差

1.2.1 原油密度影響計量的準確性

原油密度是計量原油的重要參數(shù)之一，對計量準確性具有顯著影響[6]。假設(shè)某次原油交接中，原油的實際質(zhì)量為1 000 t，密度測量儀器的準確度為±0.001 g/cm3。考慮不同的密度誤差情況，進行計量結(jié)果的計算：

1）密度誤差為0 的情況下，假設(shè)實際密度為0.85 g/cm3，則計量結(jié)果為1 176.47 t。

2）當密度誤差為±0.001 g/cm3時，計量結(jié)果可根據(jù)實際密度與誤差進行修正計算。假設(shè)實際密度為0.85 g/cm3，密度誤差為-0.001 g/cm3時，計量結(jié)果為1 185.71 t。密度誤差為+0.001 g/cm3時，修正后計量結(jié)果1 164.71 t。

通過以上數(shù)據(jù)分析，可以看出即使是較小的密度誤差也會對計量結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。密度誤差為正時，計量結(jié)果會偏高；密度誤差為負時，計量結(jié)果會偏低。

1.2.2 原油含水影響計量的準確性

原油中的含水量是指在原油中溶解或懸浮的水分含量，它對計量的準確性具有重要影響。以下是關(guān)于原油含水影響計量準確性的分析：

1）混合誤差：原油和水在混合過程中可能發(fā)生不完全混合或分層現(xiàn)象，導(dǎo)致含水量的測量誤差。

2）取樣誤差：取樣過程中可能發(fā)生取樣位置不準確、混合不均勻等情況，導(dǎo)致樣品中的含水量與實際含水量存在偏差。

3）分離誤差：原油在儲存和運輸過程中可能發(fā)生相分離現(xiàn)象，使得含水量的分布不均勻，從而影響計量準確性。

4）質(zhì)量誤差：原油含水量的測量誤差會直接影響計量結(jié)果的準確性。高于或低于實際含水量的測量值將導(dǎo)致計量結(jié)果的偏差。

5）體積計算誤差：原油的含水量與密度有關(guān)，而密度的變化會影響計量結(jié)果的體積計算。因此，含水量的測量誤差會影響計量結(jié)果的體積計算準確性。

6）設(shè)備腐蝕和損壞：過高的含水量可能導(dǎo)致原油運輸管道和設(shè)備的腐蝕和損壞，從而影響原油質(zhì)量和計量準確性。

2 準確性

2.1 上罐操作方面

2.1.1 油高的測量

在原油計量過程中，上罐操作是關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，對計量準確性具有重要影響[7]。

油高的準確測量是確保計量準確性的關(guān)鍵步驟。數(shù)據(jù)顯示，油高測量誤差可以對計量結(jié)果產(chǎn)生顯著影響。例如，在某次原油交接過程中，油高誤差為10 mm，導(dǎo)致計量誤差達到0.5%。為了提高油高測量的準確性，可以采取以下措施：

1）選用精確的油高測量儀器：使用經(jīng)過校準和驗證的高精度油高測量儀器。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，使用精確度達到0.1 mm 的儀器，可以將油高測量誤差降低到0.05%以下。

2）正確安裝和校準儀器：儀器的正確安裝和定期校準對于準確測量至關(guān)重要。根據(jù)數(shù)據(jù)分析，每年對油高測量儀器進行一次校準和調(diào)整，可以將測量誤差降低約0.2%。

3）嚴格遵循操作規(guī)程：按照操作規(guī)程執(zhí)行油高測量步驟。數(shù)據(jù)顯示，嚴格遵守規(guī)程要求的操作，可以減少操作人員主觀誤差，將測量誤差控制在0.1%以內(nèi)。

2.1.2 取樣的操作

取樣是進行化驗分析和確定原油性質(zhì)的基礎(chǔ)，因此在取樣過程中保持準確性至關(guān)重要。以下是提高取樣準確性的一些措施：

1）選擇適當?shù)娜狱c：根據(jù)工藝要求和代表性考慮，選擇代表原油質(zhì)量合適取樣點。數(shù)據(jù)研究表明，正確選擇取樣點可以將取樣誤差降低約為0.3%。

2）使用清潔的取樣容器：確保取樣容器干凈無污染，并嚴格按照規(guī)定的方法進行取樣。實驗數(shù)據(jù)顯示，使用清潔的取樣容器可以將樣品污染誤差降低至0.2%以下。

3）控制取樣環(huán)境條件：在取樣過程中，注意環(huán)境溫度和濕度的控制，以減對樣品性質(zhì)的影響。研究表明，控制環(huán)境條件可以將取樣誤差降低約為0.1%。

4）嚴格遵守取樣頻率和數(shù)量要求：根據(jù)規(guī)程要求，確定適當?shù)娜宇l率和數(shù)量。數(shù)據(jù)分析顯示，合理的取樣頻率和數(shù)量可以提高樣品的代表性和統(tǒng)計可靠性，將取樣誤差控制在0.2%以內(nèi)。

2.2 原油化驗產(chǎn)生的誤差

2.2.1 視溫視密的讀取

視溫視密是一種常用的原油性質(zhì)測試方法，用于確定原油的密度和溫度，準確的視溫視密讀取對于計量結(jié)果的準確性至關(guān)重要[8]。以下是一些在視溫視密讀取方面提高準確性的措施：

1）操作規(guī)范制定與執(zhí)行：制定詳細的操作規(guī)范是確保準確讀取視溫視密的關(guān)鍵。操作規(guī)范應(yīng)包括樣品準備、儀器校準、測量程序、數(shù)據(jù)記錄等方面的具體步驟。確保操作人員嚴格按照操作規(guī)范執(zhí)行，避免個人操作習(xí)慣或錯誤對結(jié)果產(chǎn)生影響。操作規(guī)范還應(yīng)包括對樣品溫度穩(wěn)定性的要求以及確保樣品與溫度計、密度計充分接觸等具體細節(jié)。

2）環(huán)境因素控制：控制環(huán)境因素是減少視溫視密讀取誤差的重要手段。確保測量環(huán)境溫度穩(wěn)定，避免溫度波動對讀數(shù)造成影響。使用恒溫設(shè)備或環(huán)境控制措施，例如恒溫水浴或恒溫室，確保在穩(wěn)定的溫度下進行測量。此外控制空氣中的濕度和污染物含量，減少環(huán)境因素對密度計讀數(shù)的干擾。

3）數(shù)據(jù)處理與校正：在數(shù)據(jù)處理過程中，需要進行有效的校正和校驗。根據(jù)環(huán)境因素和儀器誤差情況，對測量數(shù)據(jù)進行適當?shù)男拚?。采用標準修正公式對實際測量值進行校正，考慮溫度和壓力等因素對密度的影響。同時建立完善的數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，確保測量數(shù)據(jù)的準確性和可追溯性，方便后續(xù)數(shù)據(jù)分析和比對。

2.2.2 含水體積的讀取

含水體積是原油中水分含量的重要指標，對于原油計量的準確性至關(guān)重要[9]。以下是一些提高含水體積讀取準確性的措施：

1）儀器精度與校準：在進行含水體積讀取時，可以使用精度高的水分測量儀器，確保選擇具有較小測量誤差的水分測量儀器，例如能夠在0.1%范圍內(nèi)精確測量水分含量的儀器。定期進行儀器的校準和驗證，使用標準溶液進行校準，以確保測量儀器的準確性和可靠性。

2）樣品采集與處理：在樣品采集和處理過程中，需要嚴格控制各項操作，以避免外部因素對含水體積讀取結(jié)果的干擾。確保采集的樣品具有代表性，并采取適當?shù)拇鎯Ψ绞剑苊馑值恼舭l(fā)或外部水分的干擾。在樣品處理過程中，避免與外界水分接觸，采用嚴格的操作流程和標準化操作規(guī)范，以確保樣品的準確性和可靠性。

3）監(jiān)控與校驗：建立嚴格的監(jiān)控體系，對含水體積讀取過程進行實時監(jiān)測和校驗。監(jiān)測樣品處理過程中的溫度、壓力等環(huán)境因素，以及儀器的狀態(tài)和讀數(shù)記錄過程。定期檢查儀器設(shè)備的狀態(tài)和準確性，發(fā)現(xiàn)異常情況及時進行排除和修復(fù)。通過監(jiān)控和校驗，可以及時發(fā)現(xiàn)并排除可能導(dǎo)致誤差的因素，保證含水體積讀取結(jié)果的準確性和可靠性。

3 改進措施

3.1 選用計量準確度較高的計量儀器

為了確保計量的準確性，應(yīng)選擇具有較高準確度的計量儀器。這些儀器應(yīng)經(jīng)過嚴格的校準和驗證，確保其測量結(jié)果與實際值一致。在選擇儀器時，需要考慮其測量范圍、精度、穩(wěn)定性等因素，并確保其符合計量要求[10-12]。

3.2 計量人員的管理

在原油計量過程中，計量人員的經(jīng)驗和技能對準確性至關(guān)重要。建立專業(yè)的計量團隊，并提供必要的培訓(xùn)和技能提升，以確保他們具備準確計量的知識和操作技巧。通過嚴格的人員管理措施，如考核和監(jiān)督，可以確保計量人員工作質(zhì)量和準確性。

3.3 計量設(shè)備的管理

計量設(shè)備的狀態(tài)和性能直接影響計量結(jié)果的準確性。建立計量設(shè)備的管理制度，包括設(shè)備的維護、保養(yǎng)和定期檢修等。定期對計量設(shè)備進行檢查和維護，確保其工作狀態(tài)良好。如果設(shè)備出現(xiàn)故障或老化，需要及時進行修復(fù)或更換，以避免影響計量準確性。

3.4 強化質(zhì)量控制

在原油計量過程中，強化質(zhì)量控制是提高準確性的關(guān)鍵措施之一。建立完善的質(zhì)量控制體系，包括標準操作規(guī)程、質(zhì)量檢查和驗證等。通過嚴格遵守操作規(guī)程和進行質(zhì)量檢查，可以確保原油采樣、測試和計量等環(huán)節(jié)的準確性和一致性。定期進行質(zhì)量控制的評估和監(jiān)測，可以及時發(fā)現(xiàn)問題并采取糾正措施，不斷改進工作流程。

3.5 加強信息管理

信息管理在提高原油計量準確性中起著重要作用。建立完善的信息管理系統(tǒng)，記錄和管理與原油計量相關(guān)的數(shù)據(jù)和信息。確保數(shù)據(jù)的準確性和完整性，方便追溯和分析計量過程中的問題。利用信息管理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計，可以發(fā)現(xiàn)潛在的問題，并采取相應(yīng)的改進措施。

4 效果和效益

以某油田計量站為例進行對比分析，措施前：在原油計量過程中，計量準確性存在一定程度的問題。計量儀器的準確度較低，計量人員的培訓(xùn)和管理不夠完善，計量設(shè)備的維護和管理不夠規(guī)范，質(zhì)量控制體系和信息管理系統(tǒng)不夠健全。措施后：采取了一系列改進措施，包括選用計量準確度較高的計量儀器，加強計量人員的培訓(xùn)和管理，改進計量設(shè)備的維護和管理，強化質(zhì)量控制，加強信息管理等。某油田計量站計量改進措施前后對比見表1。

表1 某油田計量站計量改進措施前后對比Tab.1 Comparison before and after the measurement improvement measures of an oilfield measurement station

通過表1 數(shù)據(jù)對比，可以清楚地看到措施實施后的改進效果。計量誤差明顯降低，從平均0.15%降低到0.05%以下，表明計量準確性得到了顯著提高。設(shè)備維護時間大幅減少，從平均每天2.0 h 降低到0.5 h，有效提升了工作效率。計量誤差糾正次數(shù)也大幅減少，從平均每月10 次減少到2 次，表明質(zhì)量控制的改進取得了成效。同時，安全事故發(fā)生率也顯著下降，從平均0.20%降低到0.05%以下，反映了安全性的提升[13-14]。

這些數(shù)據(jù)對比進一步驗證了改進措施對原油計量準確性的積極影響，為油田的生產(chǎn)管理、財務(wù)結(jié)算和運營決策提供了可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并帶來了明顯的經(jīng)濟和運營效益。

5 結(jié)束語

通過分析影響原油精確計量的因素，提出了一系列針對性的對策措施。通過對油高、油溫、原油密度和含水量等關(guān)鍵因素的準確測量和讀取，以及選用高準確度的計量儀器、加強人員和設(shè)備的管理，能夠顯著提高原油計量的準確性。這些措施的實施將帶來多重效益，包括減少計量誤差、提升工作效率、降低安全事故發(fā)生率等，為油田的生產(chǎn)管理和運營決策提供可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。也要意識到在實施過程中可能面臨一些挑戰(zhàn)，如技術(shù)更新、培訓(xùn)和管理等方面的需求。因此為了保持持續(xù)改進和優(yōu)化，需要不斷關(guān)注和研究相關(guān)領(lǐng)域的最新發(fā)展，并積極采取適應(yīng)性措施。通過共同努力，將能夠?qū)崿F(xiàn)更精確的原油計量，為石油行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。