海上原油贸易计量风险点控制

吴磊，刘慧鹏，陈涛，王宁

中海油能源发展股份有限公司 销售服务分公司（天津 300452）

0 引言

目前在国内原油贸易计量中，一般采用动态计量和静态计量两种方式。随着工业技术的发展，流量计技术也得到迅速发展，其稳定性、准确性不断完善，质量也大大提高[1-4]。由于其使用方便、直观性强（直接显示体积或重量），不受人为因素影响，现已成为海上原油贸易交接的主要计量手段[5-6]。

在海上原油储运过程中，以SN/T 2930—2011《海上油田外输原油检验鉴定规程》为依据，各海上油田基本上全部采用动态计量的方式进行贸易交接。所谓动态计量是指外输原油以流量计计重的方式，连续不断地通过计量仪器（仪表）被测量数量的过程，实施较多的情况为流量计与计算机结合自动取样器计量。在原油贸易交接的计量方式中流量计计量的准确性要高于其他计量方式，当流量计出现多方面故障时采用提油轮人工静态计量作为贸易交接的方法。其中制约流量计准确计量的因素有很多，油品品质、温度、压力等都会直接或间接地影响流量计计量的准确性[7-9]。

只有掌握原油温度、压力、油品品质波动情况等因素，分析这些因素对动态计量的影响，结合实际工作中遇到影响计量结果的异常情况，才能有效地控制原油贸易计量交接时产生的货量差异，避免买卖双方在原油储运过程中发生贸易纠纷。

1 动态计量与静态计量的优缺点对比

采用动态计量时，通常以FPSO（Floating Pro⁃duction Storage and Offloading，海上浮式生产储装置）终端流量计设备进行现场实时在线计量，每台流量计都具有国家第一大流量计计量站所出具的法定计量证书，其计量数据的合法性和准确性都是被国家所认定的，且自动取样器也是通过流量计算机内部程序自动设定的取样频率现场实时自动取样。其优点是人工操作环境舒适安全且计量数据准确率高，样品取样分布均匀；缺点是原油品质、温度、压力及设备损坏等因素对样品数据的准确性易造成影响[10-11]。

采用静态计量时，需工作人员以UTI尺（Ullage Temperature Interface Detector，油水界面测定仪）为计量工具对提油轮各装货仓进行现场手工计量。其优点是当流量计动态计量出现问题无法计量数据或数据受客观因素计量影响不准确时，以SN/T 2389.13—2013《进出口商品容器计重规程第13部分：石油及其液态产品船舱静态计重》为依据，采用人工静态计量方法对提油轮各装货舱进行计量，使贸易交接顺利进行；缺点是人工操作环境相对危险且受环境影响易造成计量数据不准确，样品取样分布不均匀。

海上原油储运过程中通常以动态计量为主、静态计量为辅进行数据准确性的对比和复核。综上所述，动态计量和静态计量优缺点见表1。

表1 动/静态计量优缺点对比

2 原油品质对动态计量的影响

原油品质中水含量、密度、黏度等参数对动态计量有直接或间接的影响，在储运计量中无论是动态计量或静态计量影响最大的因素是水含量，间接水含量的变化将直接影响原油密度的变化[12]。海上原油储运计量前，需要将FPSO装货舱内的原油进行脱水处理，但水仍然以一定量存在于原油中，成为原油计量过程中最难测定的项目。密度不仅对计算原油质量有直接影响，同时还影响标准体积的计算。因为流量计设备在通过国家法定计量人员标定时，需要对该油田生产处理后的油品水含量和密度进行取样和检验，所得试验数据将直接作为流量计标定计量标准体积时的参考基准。在储运过程中，油品的水含量变化过大，将直接导致油品密度变化过大，导致水含量和密度数据超出实际计量标定的范围，最终导致流量计动态计量数据不准。

3 原油温度、压力对动态计量的影响

3.1 原油温度对动态计量的影响

温度和海上原油储运计量有直接的联系。原油属于液体，其采用船舱计重模式。原油温度变化，其体积也随之变化。温度在原油舱内不同深度下的分布极不均匀，热交换在时刻进行，原油的温度也在不断地变化[13-14]。掌握其中的规律，对分析处理不同温度下油品密度和水含量异常情况有着重要的意义。在海上原油储运计量中，影响计量结果的原油温度主要有以下几种：

3.1.1 FPSO外输舱温度

生产舱原油满足外输条件后成为可外输原油，FPSO外输舱温度是适应生产而设定的最佳温度，主要目的是为了高效脱水。由于部分FPSO处理能力不能充分满足FPSO产量要求，很多生产舱转为外输舱平均时间为1~5 d，某些生产舱转为外输舱是在外输期间完成的，形成了边生产边外输的模式，各舱温降每天约为1~2℃。FPSO外输舱温度是由电子传感器测量的，一般情况下不经过检定，所以采集的数据参考意义不大。

3.1.2 多系列流量计温度

多系列流量计温度可在外输过程中从流量计在线获得，外输结束后可得到油温度波动图和各系列的平均温度。其温度和提油轮各舱的温度可用来分析评价外输过程中温度的变化是否合理。根据SN/T 2930—2011中6.2规定：“各台流量计配置的温度仪表的测量值应基本一致，如差异过大，应检查温度仪表是否出现误差。”

3.1.3 提油轮各舱温度

提油轮各舱的温度是在外输结束后由商检人员利用检定合格的UTI尺测得的。当各舱的平均温度低于多系列流量计上的平均温度时，温度降低的程度与FPSO外输舱内油温、外输时长、提油轮、季节相关。

3.2 流量计外输压力对动态计量的影响

流量计外输压力与海上油田外输有直接的联系。压力测量装置位于流量计的前后两端[15-16]，一般计算原油外输平均压力时，采用流量计后方压力测量装置所测数据。在原油外输过程中实时测量外输流量计管线内压力，外输流量计停止后，计算平均压力，将此数值放入原油外输流量计算机计算公式内计算，从而得到相关计算结果数据[17-19]。SN/T 2930—2011中6.2对流量计压力的规定：“流量计、压力仪表的准确度应达到0.2级，定时检查温度和压力仪表，并记录流量计算机显示的温度和压力值；定时检查各台流量计的消气装置及过滤器，观察消气装置的排气孔有无堵塞，过滤器内的过滤网两侧的压力差是否正常，以判断其是否发生了堵塞。”[20]

多系列流量计的压力变送器是随流量计标定时检定的，其压力值反映了外输期间的平均压力。

4 油品检验风险点控制

4.1 建立水含量、密度数据挖掘模型图分析控制风险点

海上原油储运计量中油品检验主要包括：FPSO自动取样器水含量和密度、FPSO外输舱总底水、提油轮总底水这四项[21]。建立海上原油品质数据挖掘模型图（图1），可在原油品质检验数据出现异常时，判定风险点和确定储运计量方式，将误差率降至最低，避免买卖双方发生争议。根据以往工作经验所得，油品品质变化较大时，判定风险点的主要因素分为以下几点：

图1 品质数据挖掘模型

1）当水含量超过1%时，判定为风险点；

2）当密度与近10船密度结果极差值超出合理范围，判定为风险点；

3）当FPSO外输舱底水未在外输前抽尽，导致FPSO总底水过高，判定为风险点；

4）当提油轮总底水超出3‰时，判定为风险点；

5）当储运计量结束后，提油轮总底水量超过或接近自动取样器所取得样品中水含量检测结果时，判定为风险点。

4.2 建立温度、压力数据挖掘模型图分析控制风险点

海上原油储运计量中温度、压力的变化将直接或间接地影响流量计动态计量数据的有效性，建立海上原油温度、压力数据挖掘模型图（图2），可在原油温度和压力波动较大时，判定风险点和确定储运计量方式，同时也可帮助检验人员观察原油密度变化情况，将误差率降至最低，避免买卖双方发生争议。根据以往工作经验所得，当温度和压力异常时，判定风险点的主要因素分为以下几点：

图2 温度、压力数据挖掘模型

1）当各系列流量计平均温度极差大于近10船正常外输的极差平均值，判定为风险点；

2）当各系列流量计平均温度高于提油轮平均温度（经验值），判定为正常，否则为风险点；

3）当各系列流量计平均压力极差大于近10船正常外输的极差平均值，判定为风险点；

4）当各系列流量计平均温度、压力超出了检定时温度、压力（有效范围），判定为风险点。

5 实例分析及处理结果

5.1 动态计量中受水含量、密度影响的实例分析

实例1：某油田储运计量结束后，将自动取样器所取得的样品进行检测，得到水含量结果超过1%，该情况确认为风险点。此次流量计动态计量总货量为32 568.128 m3，提油轮静态计量得到的各装货舱底水总量为378.563 m3，折合成原油中水含量为1.16%，提油轮总底水量超过自动取样器检测的水含量，该情况同时确认为风险点。处理结果：经各方协调，商检人员对油轮开展手工取样并进行品质复核，最终确认按照提油轮品质检测结果出具证书。

实例2：某油田储运计量结束后，将自动取样器所取得的样品进行检测，得到密度结果与近10船密度结果极差超出合理范围，该情况确认为风险点。但该密度并没有超出流量计标定证书里的密度范围。处理结果：据油田工作人员反映，近期有新油井投产，导致密度波动加大，商检人员反复确认密度结果无误后，依据原检测结果出具品质证书。

5.2 动态计量中受温度、压力影响的实例分析

实例1：某FPSO外输过程中，流量计计划开启A、B、C 3个系列，外输时开启，半小时后发现C系列压力变送器数值出现异常，临时改为D系列外输，此时C系列共有103.356 m3的流量,商检人员计算各系列视体积之间的极差大于近10船正常外输的极差平均值，判定为风险点。最终提油轮静态计量结果与FPSO流量计动态计量结果出现3‰以上的差异，判断C系列流量计计量结果异常导致整体计量结果出现差异。处理结果：商检人员最终按提油轮静态计量结果出具重量证书。

实例2：某FPSO外输过程中，流量计某系列平均温度超出了流量计检定时温度的有效范围，确认为风险点。外输结束后，提油轮静态计量结果比流量计动态计量结果多出5‰以上，商检人员检定结果为流量计温度异常。处理结果：最终按提油轮计量结果出具重量证书。

6 结束语

综上所述，目前国内海上原油储运计量中多以动态计量为主、静态计量为辅的模式进行贸易交接。海上原油储运计量过程虽不复杂，但却是我国在能源战略领域重要的一部分，影响动态计量结果的因素很多，本文只针对油品水含量、密度、温度、压力等对动态计量结果影响较为明显的因素进行分析。提前做好预判，评估风险，通过技术手段发现并解决问题，合理地选择计量方式，能将风险降到最低，使差异率控制在合理范围内，最终使买卖双方达成共识，避免争议发生。