影响原油精确计量的因素及对策措施

谷颂（大庆油田有限责任公司第二采油厂）

在石油行业中，原油计量的准确性对于生产管理、贸易结算和决策制定至关重要。由于原油的复杂性和计量过程中的各种因素，误差和偏差常常会导致计量结果的不准确性，进而影响到各方的利益和决策的正确性[1-3]。因此，深入研究影响原油精确计量的因素，并制定相应的对策措施，成为当前石油行业亟需解决的问题。

1 原油交接误差影响因素分析

1.1 原油计量产生的误差

1.1.1 油高影响计量的准确性

油高是指原油在储罐内的液面高度，这是确定原油体积的关键输入参数。原油体积V可以通过公式（1）进行计算[4]：

式中：V为原油体积，m3；A为储罐横截面积，m2；H为油高，m；而C是校正系数。

在公式（1）中，横截面积A通常是储罐的固定参数，通过查阅储罐的设计几何尺寸可以获得，对计量准确性的影响较小。校正系数C用于基于储罐特定条件（如形状、温度、压力等）修正计算结果。油高H是直接从储罐内原油液面的高度实际测量得到的，而非通过计算。可以看出油高的准确测量对于计算原油体积的精度至关重要。油高的测量方法包括使用激光测距仪、超声波测距仪、浮子测量仪等。在实际操作中，油高的测量可能会受到液面不平整、储罐内部结构遮挡等因素的影响。通过准确测量油高和确定校正系数，可以更精确地计算原油体积。

1.1.2 油温影响计量的准确性

原油温度对计量准确性的影响主要体现在以下几个方面[5]：

1）温度测量误差：温度计的精度和准确度对计量结果会产生直接影响。这是因为原油测量时要考虑温度对原油体积的影响，根据热膨胀公式：

式中：V代表校正后的原油体积，m3；V0是在标准温度下原油的体积，m3；ΔT代表温度变化；β为热膨胀系数。从公式（2）中可以看出，如果使用的温度计精度不高或校准不准确时，即使是小的温度误差，通过β的放大作用也可能导致显著的计量偏差。

2）温度梯度效应：储罐内原油的温度可能存在梯度变化，不同部位的温度差异会影响计量结果的准确性。在储罐内部存在温度不均匀的情况下，仅通过单一温度测量点的数据进行计量可能无法反映整体温度情况，从而引起误差。

3）温度修正计算的精度：在计量过程中进行温度修正时，修正计算的精度和方法会对结果产生影响。不同的修正计算方法可能具有不同的准确性，选择合适的修正方法和精确的修正参数是提高计量准确性的关键。

1.2 原油化验产生的误差

1.2.1 原油密度影响计量的准确性

原油密度是计量原油的重要参数之一，对计量准确性具有显著影响[6]。假设某次原油交接中，原油的实际质量为1 000 t，密度测量仪器的准确度为±0.001 g/cm3。考虑不同的密度误差情况，进行计量结果的计算：

1）密度误差为0 的情况下，假设实际密度为0.85 g/cm3，则计量结果为1 176.47 t。

2）当密度误差为±0.001 g/cm3时，计量结果可根据实际密度与误差进行修正计算。假设实际密度为0.85 g/cm3，密度误差为-0.001 g/cm3时，计量结果为1 185.71 t。密度误差为+0.001 g/cm3时，修正后计量结果1 164.71 t。

通过以上数据分析，可以看出即使是较小的密度误差也会对计量结果产生一定的影响。密度误差为正时，计量结果会偏高；密度误差为负时，计量结果会偏低。

1.2.2 原油含水影响计量的准确性

原油中的含水量是指在原油中溶解或悬浮的水分含量，它对计量的准确性具有重要影响。以下是关于原油含水影响计量准确性的分析：

1）混合误差：原油和水在混合过程中可能发生不完全混合或分层现象，导致含水量的测量误差。

2）取样误差：取样过程中可能发生取样位置不准确、混合不均匀等情况，导致样品中的含水量与实际含水量存在偏差。

3）分离误差：原油在储存和运输过程中可能发生相分离现象，使得含水量的分布不均匀，从而影响计量准确性。

4）质量误差：原油含水量的测量误差会直接影响计量结果的准确性。高于或低于实际含水量的测量值将导致计量结果的偏差。

5）体积计算误差：原油的含水量与密度有关，而密度的变化会影响计量结果的体积计算。因此，含水量的测量误差会影响计量结果的体积计算准确性。

6）设备腐蚀和损坏：过高的含水量可能导致原油运输管道和设备的腐蚀和损坏，从而影响原油质量和计量准确性。

2 准确性

2.1 上罐操作方面

2.1.1 油高的测量

在原油计量过程中，上罐操作是关键环节之一，对计量准确性具有重要影响[7]。

油高的准确测量是确保计量准确性的关键步骤。数据显示，油高测量误差可以对计量结果产生显著影响。例如，在某次原油交接过程中，油高误差为10 mm，导致计量误差达到0.5%。为了提高油高测量的准确性，可以采取以下措施：

1）选用精确的油高测量仪器：使用经过校准和验证的高精度油高测量仪器。根据实验数据，使用精确度达到0.1 mm 的仪器，可以将油高测量误差降低到0.05%以下。

2）正确安装和校准仪器：仪器的正确安装和定期校准对于准确测量至关重要。根据数据分析，每年对油高测量仪器进行一次校准和调整，可以将测量误差降低约0.2%。

3）严格遵循操作规程：按照操作规程执行油高测量步骤。数据显示，严格遵守规程要求的操作，可以减少操作人员主观误差，将测量误差控制在0.1%以内。

2.1.2 取样的操作

取样是进行化验分析和确定原油性质的基础，因此在取样过程中保持准确性至关重要。以下是提高取样准确性的一些措施：

1）选择适当的取样点：根据工艺要求和代表性考虑，选择代表原油质量合适取样点。数据研究表明，正确选择取样点可以将取样误差降低约为0.3%。

2）使用清洁的取样容器：确保取样容器干净无污染，并严格按照规定的方法进行取样。实验数据显示，使用清洁的取样容器可以将样品污染误差降低至0.2%以下。

3）控制取样环境条件：在取样过程中，注意环境温度和湿度的控制，以减对样品性质的影响。研究表明，控制环境条件可以将取样误差降低约为0.1%。

4）严格遵守取样频率和数量要求：根据规程要求，确定适当的取样频率和数量。数据分析显示，合理的取样频率和数量可以提高样品的代表性和统计可靠性，将取样误差控制在0.2%以内。

2.2 原油化验产生的误差

2.2.1 视温视密的读取

视温视密是一种常用的原油性质测试方法，用于确定原油的密度和温度，准确的视温视密读取对于计量结果的准确性至关重要[8]。以下是一些在视温视密读取方面提高准确性的措施：

1）操作规范制定与执行：制定详细的操作规范是确保准确读取视温视密的关键。操作规范应包括样品准备、仪器校准、测量程序、数据记录等方面的具体步骤。确保操作人员严格按照操作规范执行，避免个人操作习惯或错误对结果产生影响。操作规范还应包括对样品温度稳定性的要求以及确保样品与温度计、密度计充分接触等具体细节。

2）环境因素控制：控制环境因素是减少视温视密读取误差的重要手段。确保测量环境温度稳定，避免温度波动对读数造成影响。使用恒温设备或环境控制措施，例如恒温水浴或恒温室，确保在稳定的温度下进行测量。此外控制空气中的湿度和污染物含量，减少环境因素对密度计读数的干扰。

3）数据处理与校正：在数据处理过程中，需要进行有效的校正和校验。根据环境因素和仪器误差情况，对测量数据进行适当的修正。采用标准修正公式对实际测量值进行校正，考虑温度和压力等因素对密度的影响。同时建立完善的数据记录系统，确保测量数据的准确性和可追溯性，方便后续数据分析和比对。

2.2.2 含水体积的读取

含水体积是原油中水分含量的重要指标，对于原油计量的准确性至关重要[9]。以下是一些提高含水体积读取准确性的措施：

1）仪器精度与校准：在进行含水体积读取时，可以使用精度高的水分测量仪器，确保选择具有较小测量误差的水分测量仪器，例如能够在0.1%范围内精确测量水分含量的仪器。定期进行仪器的校准和验证，使用标准溶液进行校准，以确保测量仪器的准确性和可靠性。

2）样品采集与处理：在样品采集和处理过程中，需要严格控制各项操作，以避免外部因素对含水体积读取结果的干扰。确保采集的样品具有代表性，并采取适当的存储方式，避免水分的蒸发或外部水分的干扰。在样品处理过程中，避免与外界水分接触，采用严格的操作流程和标准化操作规范，以确保样品的准确性和可靠性。

3）监控与校验：建立严格的监控体系，对含水体积读取过程进行实时监测和校验。监测样品处理过程中的温度、压力等环境因素，以及仪器的状态和读数记录过程。定期检查仪器设备的状态和准确性，发现异常情况及时进行排除和修复。通过监控和校验，可以及时发现并排除可能导致误差的因素，保证含水体积读取结果的准确性和可靠性。

3 改进措施

3.1 选用计量准确度较高的计量仪器

为了确保计量的准确性，应选择具有较高准确度的计量仪器。这些仪器应经过严格的校准和验证，确保其测量结果与实际值一致。在选择仪器时，需要考虑其测量范围、精度、稳定性等因素，并确保其符合计量要求[10-12]。

3.2 计量人员的管理

在原油计量过程中，计量人员的经验和技能对准确性至关重要。建立专业的计量团队，并提供必要的培训和技能提升，以确保他们具备准确计量的知识和操作技巧。通过严格的人员管理措施，如考核和监督，可以确保计量人员工作质量和准确性。

3.3 计量设备的管理

计量设备的状态和性能直接影响计量结果的准确性。建立计量设备的管理制度，包括设备的维护、保养和定期检修等。定期对计量设备进行检查和维护，确保其工作状态良好。如果设备出现故障或老化，需要及时进行修复或更换，以避免影响计量准确性。

3.4 强化质量控制

在原油计量过程中，强化质量控制是提高准确性的关键措施之一。建立完善的质量控制体系，包括标准操作规程、质量检查和验证等。通过严格遵守操作规程和进行质量检查，可以确保原油采样、测试和计量等环节的准确性和一致性。定期进行质量控制的评估和监测，可以及时发现问题并采取纠正措施，不断改进工作流程。

3.5 加强信息管理

信息管理在提高原油计量准确性中起着重要作用。建立完善的信息管理系统，记录和管理与原油计量相关的数据和信息。确保数据的准确性和完整性，方便追溯和分析计量过程中的问题。利用信息管理系统进行数据分析和统计，可以发现潜在的问题，并采取相应的改进措施。

4 效果和效益

以某油田计量站为例进行对比分析，措施前：在原油计量过程中，计量准确性存在一定程度的问题。计量仪器的准确度较低，计量人员的培训和管理不够完善，计量设备的维护和管理不够规范，质量控制体系和信息管理系统不够健全。措施后：采取了一系列改进措施，包括选用计量准确度较高的计量仪器，加强计量人员的培训和管理，改进计量设备的维护和管理，强化质量控制，加强信息管理等。某油田计量站计量改进措施前后对比见表1。

表1 某油田计量站计量改进措施前后对比Tab.1 Comparison before and after the measurement improvement measures of an oilfield measurement station

通过表1 数据对比，可以清楚地看到措施实施后的改进效果。计量误差明显降低，从平均0.15%降低到0.05%以下，表明计量准确性得到了显著提高。设备维护时间大幅减少，从平均每天2.0 h 降低到0.5 h，有效提升了工作效率。计量误差纠正次数也大幅减少，从平均每月10 次减少到2 次，表明质量控制的改进取得了成效。同时，安全事故发生率也显著下降，从平均0.20%降低到0.05%以下，反映了安全性的提升[13-14]。

这些数据对比进一步验证了改进措施对原油计量准确性的积极影响，为油田的生产管理、财务结算和运营决策提供了可靠的基础数据，并带来了明显的经济和运营效益。

5 结束语

通过分析影响原油精确计量的因素，提出了一系列针对性的对策措施。通过对油高、油温、原油密度和含水量等关键因素的准确测量和读取，以及选用高准确度的计量仪器、加强人员和设备的管理，能够显著提高原油计量的准确性。这些措施的实施将带来多重效益，包括减少计量误差、提升工作效率、降低安全事故发生率等，为油田的生产管理和运营决策提供可靠的基础数据支持。也要意识到在实施过程中可能面临一些挑战，如技术更新、培训和管理等方面的需求。因此为了保持持续改进和优化，需要不断关注和研究相关领域的最新发展，并积极采取适应性措施。通过共同努力，将能够实现更精确的原油计量，为石油行业的可持续发展做出贡献。