天然氣計(jì)量誤差及優(yōu)化措施研究

吳世杰 徐健航

摘 要：對(duì)于天然氣的計(jì)量來說，其之所以會(huì)產(chǎn)生不同程度的差異，主要就是因?yàn)樘烊粴鈩┝績x表、天然氣成分以及人為因素等相關(guān)原因的影響，這樣一來就導(dǎo)致天然氣的計(jì)量出現(xiàn)誤差。為了能夠是天然氣計(jì)量數(shù)據(jù)更加具有準(zhǔn)確性，從而為天然氣的銷售和井口數(shù)據(jù)的分析提供有效的憑證與依據(jù)，應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場計(jì)量的實(shí)際情況著手分析?；诖?，本文主要對(duì)蘇里格南計(jì)量系統(tǒng)為例，闡述了具體的天然氣計(jì)量的現(xiàn)狀，介紹了計(jì)量設(shè)備，深入的分析了誤差發(fā)生的原因，并且提出有效的優(yōu)化措施，其中主要包括設(shè)備的維護(hù)、數(shù)據(jù)的錄入與及時(shí)分析、實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)運(yùn)行的管理以及監(jiān)控管網(wǎng)等多種措施。

關(guān)鍵詞：天然氣;計(jì)量;誤差;優(yōu)化;措施

0 前言

隨著社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，天然氣資源因?yàn)槠渥陨硭邆涞牡臀廴?、綠色、低碳以及潔凈等優(yōu)勢成為了我國能源領(lǐng)域開發(fā)工作中的佼佼者。在快速發(fā)展的前提下，也對(duì)天然氣的計(jì)量方面提出了更高的要求，而如何降低天然氣計(jì)量的誤差，有效地提高天然氣計(jì)量的準(zhǔn)確性，降低天然氣的損害也成為了重點(diǎn)的發(fā)展內(nèi)容。因此，本文主要對(duì)蘇里格南計(jì)量系統(tǒng)為例，深入地分析天然氣計(jì)量的現(xiàn)狀、影響計(jì)量準(zhǔn)確性的因素以及優(yōu)秀的解決措施，從而提高新能源開發(fā)的效果，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的進(jìn)一步發(fā)展。

1.發(fā)展天然氣計(jì)量的重要意義

從上個(gè)世紀(jì)90年代至今，我國的天然氣工業(yè)在經(jīng)歷了多年的發(fā)展后已經(jīng)取得了非常大的成果?，F(xiàn)階段，隨著經(jīng)營管理觀念的轉(zhuǎn)變和油氣田的制度改革發(fā)展，天然氣生產(chǎn)與輸送部門之間傳統(tǒng)的管理與調(diào)度關(guān)系也發(fā)生了巨大的變化，二者之間在不斷的發(fā)展過程中，已經(jīng)建立了各自的追求目標(biāo)，并且形成了一種商業(yè)利益的供求關(guān)系。這種改變也提高了人們對(duì)天然氣計(jì)量技術(shù)發(fā)展與研究的重視程度。

對(duì)于天然氣計(jì)量來說，其已經(jīng)成為了制約天然氣工業(yè)發(fā)展的主要因素，也是天然氣企業(yè)在完成經(jīng)濟(jì)分析、貿(mào)易交易以及規(guī)劃成本的主要依據(jù)，與企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有直接的關(guān)系。所以，在進(jìn)行天然氣計(jì)量時(shí)，必須要確保其實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性以及經(jīng)濟(jì)性，其主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

①精確計(jì)量：通過精確計(jì)量能夠確保交易的公平性與公正性，并且對(duì)天然氣的消費(fèi)與供給進(jìn)行有效的管理，合理的控制天然氣的庫存量，降低天然氣計(jì)量差，提高服務(wù)的質(zhì)量。

②實(shí)時(shí)計(jì)量：通過實(shí)時(shí)計(jì)量能夠幫助天然氣企業(yè)優(yōu)化管線的實(shí)際運(yùn)行，且有效地提升系統(tǒng)的生產(chǎn)力，并對(duì)市場的變化做出積極、快速的反應(yīng)。

③經(jīng)濟(jì)計(jì)量：所謂經(jīng)濟(jì)計(jì)量其主要指的就是與經(jīng)濟(jì)效益相符合的、最大化的一種經(jīng)營理念。天然氣計(jì)量的成本會(huì)直接受到天然氣計(jì)量系統(tǒng)、維護(hù)與運(yùn)行費(fèi)用的影響。

2.蘇里格南作業(yè)區(qū)內(nèi)天然氣計(jì)量的現(xiàn)狀

蘇里格南作業(yè)區(qū)內(nèi)所含有的天然氣計(jì)量系統(tǒng)主要包括四個(gè)部分，其分別為單井井口的計(jì)量、集氣站外輸?shù)挠?jì)量、第五處理廠濕氣交接的計(jì)量以及第五處理廠干氣的計(jì)量，以天作為單位完成結(jié)算。

2.1單井井口的計(jì)量

單井井口流量的計(jì)量主要采用一體化多參量差壓式流量計(jì)完成天然氣的計(jì)量。比如ACF-1型流量計(jì)、ACD-3Q型流量計(jì)。通過單井井口計(jì)量、井口帶液計(jì)量能夠?qū)尉畠?nèi)瞬時(shí)所產(chǎn)生的流量、管道內(nèi)孔板前后的壓力差度、管道內(nèi)具有的壓力以及井口的實(shí)際溫度等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的記錄，從而為氣藏分析、氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析等相關(guān)研究提供有效的依據(jù)。

2.2集氣站的計(jì)量

從井口的輸送至集氣站的天然氣，需要采用分離器對(duì)其進(jìn)行氣液分離，在完成脫水處理后，使天然氣經(jīng)過計(jì)量區(qū)的孔板，向外輸送到第五處理廠。主要的目的與作用就是計(jì)量集氣站內(nèi)向外輸送的具體氣量，并且將其與第五處理廠的濕氣計(jì)量值進(jìn)行比較。

2.3濕氣交接量的計(jì)量

本文進(jìn)行分析的蘇南公司，其將濕氣計(jì)量點(diǎn)設(shè)置在第五處理廠內(nèi)，集氣站外輸天然氣輸送到第五處理廠時(shí)，需要經(jīng)過三具預(yù)分離器，而后對(duì)氣液進(jìn)行分離，天然氣進(jìn)入到4路標(biāo)準(zhǔn)孔板后開始對(duì)濕氣進(jìn)行劑量。濕氣交接的計(jì)量可以作為分配商品氣與凝析油分配的主要憑證。

2.4干氣的計(jì)量

在完成計(jì)量后，處理廠中的天然氣和蘇里格南的天然氣在經(jīng)過脫氫脫水、增加壓力等處理后，經(jīng)而入到氣的分配區(qū)，而后在完成外輸計(jì)量，對(duì)于干氣的計(jì)量，應(yīng)該利用超聲波流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量，具體的計(jì)量結(jié)果為蘇里格南干氣和長慶所自營干氣的總量，雙方按照具體的濕氣比例完成最終的分配。

3.蘇里格南集氣站中所使用的計(jì)量設(shè)備

在蘇里格南集氣站中，主要使用的就是標(biāo)準(zhǔn)化的孔板流量計(jì)。

3.1孔板流量計(jì)的工作原理

孔板流量計(jì)是一種差壓式的流量計(jì)，其根據(jù)流體進(jìn)行流動(dòng)所產(chǎn)生的節(jié)流作為主要工作的原理，通過流體流經(jīng)節(jié)流的元件，在元件的前后端形成壓力差，確保流量與壓差之間的平方能夠形成正比，從而完成流量的測量。

3.2孔板流量計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)

3.2.1孔板流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)

①其屬于一種全用型的流量計(jì)，符合國際標(biāo)準(zhǔn)組織的認(rèn)可，不需要進(jìn)行二次校準(zhǔn)，可以直接投入使用。

②相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)定非常完善。

③構(gòu)造非常簡單，且牢固性比較高，具有比較高的穩(wěn)定性，同時(shí)，使用壽命也比較長，價(jià)格實(shí)惠，可在大范圍內(nèi)應(yīng)用。

3.2.2孔板流量計(jì)的缺點(diǎn)

①對(duì)其造成印象的因素比較多。

②測量范圍一般只可在3：1-4：1之間。

③占地棉結(jié)比較大，且會(huì)直管段的要求比較高。

④壓力損失比較高。

⑤對(duì)磨損、腐蝕等敏感，如果長期使用，則無法保證精確度。

⑥容易出現(xiàn)滴油、冒油、漏油以及跑油等相關(guān)情況，增加維修、養(yǎng)護(hù)工作難度。

4.蘇里格南天然氣計(jì)量誤差發(fā)生的主要原因

4.1計(jì)量儀表存在誤差

在蘇里格南的井口、集氣站、第五處理廠的濕氣計(jì)量中，均使用孔板計(jì)量，因?yàn)樵撚?jì)量計(jì)能夠充分的滿足相關(guān)規(guī)定的要求。但是在實(shí)際工作開展中，因?yàn)榭装逶谥谱鳌惭b以及使用過程中出現(xiàn)彎曲、偏離中心等情況，最終導(dǎo)致計(jì)量儀表的精準(zhǔn)度產(chǎn)生誤差。同時(shí)，因?yàn)榭装宓木S護(hù)與安裝方法不正確，也容易導(dǎo)致孔板出現(xiàn)變形、彎曲等情況，這樣也會(huì)對(duì)測量的結(jié)果產(chǎn)生影響。

在第五處理廠中，4路計(jì)量所使用的孔板，其直徑都不相同，而使用直徑不同孔板的主要原因就是能夠更好地適應(yīng)不同的天然氣流量。這樣一來也就會(huì)導(dǎo)致實(shí)際的流量與所選擇的計(jì)量之間不相符，最終影響計(jì)量的精確度。

4.2天然氣氣質(zhì)量造成的影響

①雖然已經(jīng)開采出的天然氣需要經(jīng)過退水、除塵以及分離等工藝的處理，但是也會(huì)因?yàn)樘幚砉に嚥坏?、輸送氣干線和集氣管內(nèi)存在腐蝕物等原因的影響，導(dǎo)致固體雜質(zhì)和液體雜志得不到完全的清理。

②因?yàn)樘烊粴庵芯哂须s質(zhì)，就會(huì)對(duì)孔板孔板造成腐蝕、沖刷等情況，進(jìn)而影響最終的計(jì)量結(jié)果。

③因?yàn)樘烊粴庵幸后w的影響，使孔板流量計(jì)中的壓力變送器、差壓變送器發(fā)生堵塞，最終導(dǎo)致流量計(jì)算發(fā)生誤差。

4.3天然氣氣體成分造成的影響

天然氣屬于一種混合狀的氣體，其主要的成分包括乙烷、甲烷以及丙烷等烴類以及二氧化碳、氮?dú)獾确菬N類成分構(gòu)成，并且每種成分的具體含量也有所差異。即使是在同一區(qū)域內(nèi)，天然氣的實(shí)際成分也相同。采用孔板流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量時(shí)，具體所使用的計(jì)量方式與天然氣的組成成分有直接的關(guān)系，如果無法按照要求進(jìn)行修改，就會(huì)發(fā)生誤差。

4.4儀表參數(shù)設(shè)置不合理

對(duì)于天然氣流量的計(jì)量程序來說，不同的天然氣氣體組成成分屬于其中十分重要的參數(shù)，生產(chǎn)井氣時(shí)，因?yàn)殚_井不同，也會(huì)使氣體的組成成分不同，如果不能夠根據(jù)具體的情況設(shè)置儀表參數(shù)，也會(huì)增加誤差。

4.5濕氣計(jì)量所產(chǎn)生的誤差

井口的天然氣中含有非常多的固體顆粒與液滴雜質(zhì)，在進(jìn)行計(jì)量時(shí)，其會(huì)對(duì)孔板的壓力差造成直接的影響。如果集氣站內(nèi)的外輸計(jì)量低于井口的計(jì)量，主要就是因?yàn)榫趦?nèi)為帶液計(jì)量，而集氣站則是經(jīng)過經(jīng)過分離后的計(jì)量，有一部分已經(jīng)飽和的氣態(tài)將會(huì)形成為液態(tài)，這樣一來也就導(dǎo)致集氣站內(nèi)的計(jì)量低于井口的計(jì)量。

4.6其他因素

①引壓管出現(xiàn)積液以及孔板閥出現(xiàn)積液，均會(huì)對(duì)計(jì)量結(jié)果造成影響。

②氣井井口中的孔板沒有通過標(biāo)定的審核，其自身存在一定的誤差。

③儀表發(fā)生故障。

④所采用的一體化式流量計(jì)的精確度比較低，從而增加誤差。

5.降低天然氣計(jì)量誤差的有效方法

5.1做好儀表的日常維護(hù)

必須要做好設(shè)備的日常保養(yǎng)與維護(hù)工作，及時(shí)地更換儀表的標(biāo)定，因?yàn)閮x表自身所具有的準(zhǔn)確度，會(huì)直接影響到計(jì)量結(jié)果。所以，在日常的工作中，需要對(duì)計(jì)量設(shè)備進(jìn)行定期的檢查、檢驗(yàn)、更換以及維護(hù)等工作，從而確保計(jì)量儀表能夠具有高度的準(zhǔn)確性。

5.2及時(shí)錄入氣體的組成成分

現(xiàn)階段，對(duì)氣體的組成成分進(jìn)行取樣與分析的周期基本上為10天一次，但是其存在比較大的波動(dòng)性與局限性。所以，應(yīng)該更加及時(shí)地取樣與分析氣體的組成成分，從而提高計(jì)量工作的準(zhǔn)確性。

5.3對(duì)計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控

在實(shí)際的工作中，可以采用監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集（SCADA）系統(tǒng)對(duì)計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)化、全面化的實(shí)時(shí)監(jiān)控。對(duì)于蘇里格南公司來說，其在對(duì)天然氣的計(jì)量進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)控時(shí)，就是利用監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來完成的，同時(shí)，在控制中心與集氣站內(nèi)采用監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也能夠?qū)τ?jì)量的壓力、差度壓力和溫度等有關(guān)的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢查。此外，通過監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也能夠根據(jù)相關(guān)的參數(shù)設(shè)定警報(bào)裝置，從而對(duì)流量的時(shí)間進(jìn)行限制，避免出現(xiàn)超出時(shí)間限制的情況，降低計(jì)量的漏失。

5.4提高數(shù)據(jù)分析的及時(shí)性

如果數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，則應(yīng)該由該區(qū)域內(nèi)的工作人員借助監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，針對(duì)溫度、壓力以及流量等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，并對(duì)具體的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行深入的分析，全面地提高技術(shù)分析的及時(shí)性。

5.5強(qiáng)化運(yùn)行管道的數(shù)據(jù)管理工作

必須要做好通球掃線、管道置換等過程中天然氣的使用量的詳細(xì)記錄，同時(shí)也要做好管道陰極保護(hù)系統(tǒng)測試數(shù)據(jù)的相關(guān)分析，這樣一來就能夠有效地提高計(jì)量的準(zhǔn)確性。

5.6對(duì)于管網(wǎng)的損耗與泄漏情況進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督

認(rèn)真做好日常巡視工作，確保能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)，并且及時(shí)地上報(bào)給上級(jí)部門，避免出現(xiàn)漏油、滴油以及跑油等情況的發(fā)生，同時(shí)應(yīng)該做好就陰極的防腐蝕相關(guān)工作，從而有效地延長管道的使用期限，避免因?yàn)楣艿栏g等因素的影響，而出現(xiàn)泄漏等情況，此外，也要制定詳細(xì)的維修與保養(yǎng)計(jì)劃，按照計(jì)劃及時(shí)地對(duì)各個(gè)閥門等進(jìn)行有效的保養(yǎng)與維護(hù)。而且，在日常維護(hù)時(shí)，應(yīng)該及時(shí)地清理孔板流量計(jì)，確保節(jié)流件能夠保持光潔與干凈，并且也要對(duì)壓變與差壓變送器的所具有的導(dǎo)壓管進(jìn)行定期的吹掃，如果一旦出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常等情況，需要立即將損壞的零件更換，從而避免進(jìn)一步增加計(jì)量的誤差。

6.結(jié)束語

綜上所述，天然氣的計(jì)量主要指的就是在天然氣貿(mào)易過程中的一種交易手段，只有充分地掌握與了解有關(guān)劑量的原理以及其實(shí)際的應(yīng)用范圍，才能夠根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的計(jì)量方法，從而確保交易的公平性。與此同時(shí)，還應(yīng)該有效地控制誤差，保證計(jì)量的準(zhǔn)確性，為企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展?fàn)I造更加廣闊的空間。

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