影響原油精確計量的因素及對策措施

谷頌（大慶油田有限責任公司第二采油廠）

在石油行業中，原油計量的準確性對于生產管理、貿易結算和決策制定至關重要。由于原油的復雜性和計量過程中的各種因素，誤差和偏差常常會導致計量結果的不準確性，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，并制定相應的對策措施，成為當前石油行業亟需解決的問題。

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的液面高度，這是確定原油體積的關鍵輸入參數。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。

在公式（1）中，橫截面積A通常是儲罐的固定參數，通過查閱儲罐的設計幾何尺寸可以獲得，對計量準確性的影響較小。校正系數C用于基于儲罐特定條件（如形狀、溫度、壓力等）修正計算結果。油高H是直接從儲罐內原油液面的高度實際測量得到的，而非通過計算?？梢钥闯鲇透叩臏蚀_測量對于計算原油體積的精度至關重要。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、儲罐內部結構遮擋等因素的影響。通過準確測量油高和確定校正系數，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果會產生直接影響。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。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致顯著的計量偏差。

2）溫度梯度效應：儲罐內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果的準確性。在儲罐內部存在溫度不均勻的情況下，僅通過單一溫度測量點的數據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果產生影響。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是提高計量準確性的關鍵。

1.2 原油化驗產生的誤差

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之一，對計量準確性具有顯著影響[6]。假設某次原油交接中，原油的實際質量為1 000 t，密度測量儀器的準確度為±0.001 g/cm3?？紤]不同的密度誤差情況，進行計量結果的計算：

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

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

通過以上數據分析，可以看出即使是較小的密度誤差也會對計量結果產生一定的影響。密度誤差為正時，計量結果會偏高；密度誤差為負時，計量結果會偏低。

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生不完全混合或分層現象，導致含水量的測量誤差。

2）取樣誤差：取樣過程中可能發生取樣位置不準確、混合不均勻等情況，導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生相分離現象，使得含水量的分布不均勻，從而影響計量準確性。

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

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

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

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，上罐操作是關鍵環節之一，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鍵步驟。數據顯示，油高測量誤差可以對計量結果產生顯著影響。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：使用經過校準和驗證的高精度油高測量儀器。根據實驗數據，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重要。根據數據分析，每年對油高測量儀器進行一次校準和調整，可以將測量誤差降低約0.2%。

3）嚴格遵循操作規程：按照操作規程執行油高測量步驟。數據顯示，嚴格遵守規程要求的操作，可以減少操作人員主觀誤差，將測量誤差控制在0.1%以內。

2.1.2 取樣的操作

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

1）選擇適當的取樣點：根據工藝要求和代表性考慮，選擇代表原油質量合適取樣點。數據研究表明，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，并嚴格按照規定的方法進行取樣。實驗數據顯示，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）控制取樣環境條件：在取樣過程中，注意環境溫度和濕度的控制，以減對樣品性質的影響。研究表明，控制環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量要求：根據規程要求，確定適當的取樣頻率和數量。數據分析顯示，合理的取樣頻率和數量可以提高樣品的代表性和統計可靠性，將取樣誤差控制在0.2%以內。

2.2 原油化驗產生的誤差

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果的準確性至關重要[8]。以下是一些在視溫視密讀取方面提高準確性的措施：

1）操作規范制定與執行：制定詳細的操作規范是確保準確讀取視溫視密的關鍵。操作規范應包括樣品準備、儀器校準、測量程序、數據記錄等方面的具體步驟。確保操作人員嚴格按照操作規范執行，避免個人操作習慣或錯誤對結果產生影響。操作規范還應包括對樣品溫度穩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。

2）環境因素控制：控制環境因素是減少視溫視密讀取誤差的重要手段。確保測量環境溫度穩定，避免溫度波動對讀數造成影響。使用恒溫設備或環境控制措施，例如恒溫水浴或恒溫室，確保在穩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，減少環境因素對密度計讀數的干擾。

3）數據處理與校正：在數據處理過程中，需要進行有效的校正和校驗。根據環境因素和儀器誤差情況，對測量數據進行適當的修正。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。同時建立完善的數據記錄系統，確保測量數據的準確性和可追溯性，方便后續數據分析和比對。

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果的干擾。確保采集的樣品具有代表性，并采取適當的存儲方式，避免水分的蒸發或外部水分的干擾。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范，以確保樣品的準確性和可靠性。

3）監控與校驗：建立嚴格的監控體系，對含水體積讀取過程進行實時監測和校驗。監測樣品處理過程中的溫度、壓力等環境因素，以及儀器的狀態和讀數記錄過程。定期檢查儀器設備的狀態和準確性，發現異常情況及時進行排除和修復。通過監控和校驗，可以及時發現并排除可能導致誤差的因素，保證含水體積讀取結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，應選擇具有較高準確度的計量儀器。這些儀器應經過嚴格的校準和驗證，確保其測量結果與實際值一致。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，計量人員的經驗和技能對準確性至關重要。建立專業的計量團隊，并提供必要的培訓和技能提升，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，如考核和監督，可以確保計量人員工作質量和準確性。

3.3 計量設備的管理

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

3.4 強化質量控制

在原油計量過程中，強化質量控制是提高準確性的關鍵措施之一。建立完善的質量控制體系，包括標準操作規程、質量檢查和驗證等。通過嚴格遵守操作規程和進行質量檢查，可以確保原油采樣、測試和計量等環節的準確性和一致性。定期進行質量控制的評估和監測，可以及時發現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，記錄和管理與原油計量相關的數據和信息。確保數據的準確性和完整性，方便追溯和分析計量過程中的問題。利用信息管理系統進行數據分析和統計，可以發現潛在的問題，并采取相應的改進措施。

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，計量人員的培訓和管理不夠完善，計量設備的維護和管理不夠規范，質量控制體系和信息管理系統不夠健全。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和管理，改進計量設備的維護和管理，強化質量控制，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 數據對比，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。計量誤差糾正次數也大幅減少，從平均每月10 次減少到2 次，表明質量控制的改進取得了成效。同時，安全事故發生率也顯著下降，從平均0.20%降低到0.05%以下，反映了安全性的提升[13-14]。

這些數據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，為油田的生產管理、財務結算和運營決策提供了可靠的基礎數據，并帶來了明顯的經濟和運營效益。

5 結束語

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、降低安全事故發生率等，為油田的生產管理和運營決策提供可靠的基礎數據支持。也要意識到在實施過程中可能面臨一些挑戰，如技術更新、培訓和管理等方面的需求。因此為了保持持續改進和優化，需要不斷關注和研究相關領域的最新發展，并積極采取適應性措施。通過共同努力，將能夠實現更精確的原油計量，為石油行業的可持續發展做出貢獻。