原油交接计量误差分析

尚立光，李 红，王 宁，李晓娜，程宏伟

（长庆油田第一采油厂王窑集输大队 陕西 延安 716000）

目前，国内各大油田原油计量方式基本都采用静态计量和动态计量两种[1-2]，安塞油田王窑集输大队静态交接计量系统采用的是立式金属罐，动态交接计量系统为容积式腰轮流量计。由于在计量交接过程中，计量误差不可避免[3-4]，并因此给交接双方带来一定的经济影响，所以，如何降低计量误差，提高计量准确度对于交接双方有着致关重要的作用[5-6]。

1 引起计量误差的因素分析

在SY5669《石油及液体石油产品立式金属罐交接计量规程》及GB9110《原油立式金属罐计量油量计算方法》中规定，立式金属罐计量系统总不确定度为0.35%，其构成可由油罐容积检定不确定度为0.2%；量油尺测量液位时允许有1 mm的误差，不确定度为0.01%；温度测量时，估读至0.25℃，不确定度为0.1%；测量密度时，估计值读至0.000 1 g/cm3，不确定度为0.01%；含水量分析时，读至0.03%，不确定度为0.03%组成。

再进一步考虑人为的因素，合计σ为0.35%。

从以上立式金属罐计量系统总不确定度的构成并结合动态计量交接过程分析可知，安塞油田在原油交接计量过程中，造成油品计量误差的原因主要有4个方面，即立式金属罐容积计量误差、计量器具误差、人为操作误差以及分析化验过程造成的误差。

1.1 立式金属罐容积计量误差

1.1.1 容积标定误差

根据JJG168-8《7立式金属罐容量》试行检定规程规定，容量为100～700 m3的油罐，检定的总不确定度不大于0.2%；容量为700 m3以上的油罐，检定的总不确定度不大于0.1%，置信度为95%，卧式金属罐依据JJG266-81《卧式金属罐容积》检定规程检定规程所标定的容积，与实际容积之间的误差不超过±0.5%。这说明在进行油罐容积标定时就已经存在了误差。此外，由于油罐罐底按照设计均有一个斜度约0.15%，由于施工质量、地质、实际储油量等因素的影响，在负重后油罐底板会产生可恢复的弹性变形，这一弹性变形对计量结果有一定程度的影响，根据有关文献介绍，这一未经计算的底量误差接近于可用容量的0.3%。这严重影响着油品计量的准确性。

1.1.2 罐内壁结蜡

油罐在使用过程中，因油罐受热，温度受一定条件的限制，造成原油温度不均导致冠壁结蜡，由于蜡层有一定的厚度且不能流动，因此油罐的直径缩小了，相对较少了油罐的有效面积。

1.1.3 油罐底部变形

油罐罐底在设计安装时都有一个从罐纵轴为中心，向罐壁倾斜，斜度约为0.15%的突起部分，油罐进油后，因钢板材质、罐下土质及施工质量等原因，使罐底变形。罐底变形有弹性变形和永久变形两种，两种变形对计量的准确性均有影响。

1）弹性变形对计量的影响。如某金属油罐，检定时确定罐底凸体体积为100 m3，装满后凸体高度下降8 mm，其体积为50 m3，若已知前尺油高 1.5 m，查容积表油量为1 050 m3，后尺油高13.5 m，查容积表油量为9 450 m3。

检尺计算油量 V检=9 450－1 050=8 400（m3）

实际油量因罐底下移使罐容积增加50 m3，V实=8 400+50=8 450（m3）。用此罐收油，每次满罐供方比计算油量多付50 m3。

2）永久变形对计量的影响。有些有罐使用一段时间后，罐底由凸状变形为凹形，并且不再改变而成为永久性变形。产生永久性变形，如果发生在油罐两个检定周期之间，对油品计量将会有一定影响。

由于罐底成凹形，罐内实际容积等于容积表的值再加上罐底凸体积容积和凹陷处的容积，即：

永久性变形主要是空罐的底油量增加，在清罐后初次进油时应考虑底油量。

1.1.4 量油管堵塞

立式金属罐运行时间过长，其罐底就会沉积下厚厚的油泥（沙）层，如果不及时清理，使其量油管底部被堵，最终导致量油管内液位与大罐内液位变化不同步，从而大大影响计量精度。

1.2 计量器具误差

1.2.1 流量计容积计量误差

由于设计、工艺等因素的影响，流量计本身就存在一定误差，另外，流量计在使用过程中受到流体性质（粘度、比热等）和流体状态（温度、压力、流量等）的影响时，其流量特性也会发生变化，因而也会影响该流量计的计量精度，这就需要定期对流量计进行校验。

1）交接用的流量计国标规定每6个月必须检定一次，且用于原油贸易计量的流量计，其体积基本误差应不大于0.2%。如果不按时进行标定调整，其误差会越来越大，影响交接的公平性，现王窑集输大队各站交油流量计很难做到6个月标定一次。

2）流量计在不同流量点其修正系数不一样，我厂外交流量计各流量点的系数如表1。由于目前还未实行系数交接，很多流量点就对我方不利，从而造成很大的计量误差。

表1 流量计检定系数表Tab.1 Flowmeter calibration coefficient table

1.2.2 量油尺误差

量油尺在进行检定过程中，由于一些人为因素，加于尺带的实际拉力与规定值（10N）之间会有一定的差异，因此在标定时就已产生了误差；另外，贸易交接用量油尺的检定周期为半年，由于量油尺本身由薄钢带制成，频繁使用，即使在检定周期内，尺带也会产生打卷或变形，从而使测量油高值往往大于实际值，这对收油方来说，必然会造成亏损。

1.2.3 密度计误差

GB1884－8《石油和液体石油产品密度计测定法》规定，连续测定两个结果之差不应超过下列数值，即SY－Ⅰ型石油密度计允许差数为±0.000 5 g/cm3；SY－Ⅱ型石油密度计允许差数为±0.001 g/cm3。目前王窑集输大队使用的密度计型号为SY－05型，该密度计弯月面的修正值为0.000 7 g/cm3，这一数值对贸易交接来说，是一个不容忽视的因素。

1.2.4 温度计误差

测量石油液体使用的温度计最小分度值为0.2℃。如果检定时不给出修正值或给出错误的修正值，使用时就会造成测量温度的误差。

1.3 人为操作误差

在油品计量的整个环节中，大部分需要人工操作（流量计量除外），只要有一处发生误操作或计算错误，就会造成油品计量结果误差。

1.3.1 油高测量误差

油高是直接反映罐内储液容量的重要参数之一。如果计量不准，就会产生人为误差。在油品高度计量时，油罐内径越大，产生的误差就越大。正确的测量应该在达到一定的稳油时间后进行：即进油终止，液面已趋向稳定或泡沫消失时进行。液面的稳定时间，罐车、卧式油罐：轻质油不少于15 min，重质油不少于30 min；立式油罐：轻质油不少于30 min，重质油不少于3 h。未达到稳油时间即进行测量操作，其测量值于真实值之间势必会存在一定误差。通过对润滑油泡沫影响铁路油罐装油数量的试验结果表明，该误差在±0.1%左右。因此，这就要求计量员严格按照规程操作，排除计量时可能出现的虚假性。此外，油罐检尺一般在检尺孔的检尺管内下尺，检尺管的位置一般设在靠近关闭附近500～1 000 mm，受环境温度的影响比较大使管内油品温度偏低，密度增大，形成检尺管内液面低于罐内液面的现象，从而使实际测得的容积数小于罐内油品的真实容积，产生一定的误差。

1.3.2 密度测量误差

油品密度是计算油品数量的第2个重要参数。严格说来，密度测量必须在室内、油品静止状态下进行。但在实际工作中由于客观因素的影响往往做不到，受稳油时间以及室外温度（在冬季尤为明显）等客观因素的影响，其测定结果与真实密度之间会有一定的差异。另外，由于油品长时间静止有分层现象，而化验密度用的样品通常是上、中、下分层采取后混合而成这本身就是一个近似值，与真实值之间必定存在一定的误差。

1.3.3 温度测量误差

油温是计算油品数量的第3个重要参数。在计算油品的标准体积时，需测量油品的实际温度；在计算油品的标准密度时，需测量油品的视温度，因此实际温度测定的准确与否，将直接影响油品数量的准确性。在测量过程中，受测温位置、测温时间以及环境温度的影响，测量结果与真实值之间会存在一定误差。

1.3.4 修正值

计量器具在制造过程中，因各种客观原因使所标刻度线达不到精度要求。所以必须用实测方法予以修正。只有正确使用修正值，才能消除计量器具自身的误差。必须对修正值予以重视，以降低油品计量的误差。

1.3.5 偏向误差

油品交接双方为了各方利益而在实际操作上产生的误差。油品交接是一个复杂的、集成许多参数测量的综合性计量过程，人为操作因素在计量误差里占有很大的比重。

1.4 分析化验过程误差

1.4.1 部分器具精度低

原油计量（包括分析化验）器具主要有含水蒸馏测定仪、在线含水分析仪、量筒、烧瓶、天平、流量计、温度计、密度计等，其测量精度直接影响着整个计量系统的综合误差。

1.4.2 溶剂油不符和规定

王窑集输大队各集输站静态计量水含量测定采用的是蒸馏法，溶剂油在原油水含量测定中起着至关重要的作用，GB/T8929-88《原油水含量测定法（蒸馏法）》规定以二甲苯或200号溶剂油为蒸样所用，但目前各集输站所用溶剂油多为汽油，不符合要求，从而产生测量误差。

1.4.3 采用在线含水分析仪测含水

王窑集输大队各集输站动态态计量水含量测定采用的是含水分析仪在线自动测量。在线含水分析仪减少了劳动强度，并可以对含水进行时时监控，但由于含水分析仪的稳定性较差、使用具有局限性，同时各集输站缺乏有效的检定手段和规范，使得测量结果仍然存在很大误差。

1.4.4 原油密度测量误差

国标规定，测量油品密度要在化验室内进行，要有水浴控制温度，必须接近管（罐）内油温，要求在±5℃以内，最好能控制在±3℃以内。安塞油田目前的交接过程中，由于操作方（接油方）不使用恒温水浴，导致油品密度测量精度下降。

1.4.5 油样不具代表性

目前我大队原油手工取样方法完全按照GB/4756《石油及液体石油产品取样法（手工法）》执行，所取油样具有代表性，所以不是主要原因。

2 认 识

安塞油田年产原油超过200万吨，正努力向着300万吨迈进，因此减少误差、提高计量准确度具有非常重要的意义。

温度、流量和介质粘度是影响流量计精度的主要因素，如果运行参数（温度和流量）变化太大，就会影响到容积式流量计的精度。王窑集输大队主要从各集输站化验所用仪器型号不统一、工艺流程设计中缺陷、化验及计量具体操作人员技能水平差异等方面抓起，通过提高仪器精度、减少人为误差、规范流程标准程度尽量减少原油计量误差。

3 结束语

在实际工作中，经过对产生的误差进行认真分析，不断完美计量方法，克服人为误差，实现精确计量是完全可以做到的。各集输站应根据实际情况，更换和应用新的、精度更高的分析化验仪器，并在检定周期内使用，每隔半年请长庆石油勘探局技术监测中心计量检定站对各集中处理站内交油、外交油流量计每半年进行标定一次；做好含水分析仪的日常维护保养工作，一旦发现含水显示不准或其它异常情况，应及时找生产厂家技术人员调整，交接双方现场监督；根据储罐运行情况及时进行清罐，并对油油罐进行定期检定，以作必要的误差修正；进一步加强计量和化验人员的技能培训，定期进行考核，并选送优秀人员外出学习深造，有效提高其操作技能；降低原油在储存、运输过程的损耗也是十分重要，在今后的工作中应严把大罐进油、输油关，将进油、输油带来的呼吸损耗降到最低值。

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