CC BY
31TECHNICAL SCIENCES
FEATURES OF OIL ACCOUNTING BY INDIRECT METHOD OF DYNAMIC MEASUREMENTS
Emets S.
Associated Professor, Candidate of technical sciences, Ufa State Petroleum Technological University, Ufa
Ignateva L. Master's student, Ufa State Petroleum Technological University, Ufa
ОСОБЕННОСТИ УЧЕТА НЕФТИ КОСВЕННЫМ МЕТОДОМ ДИНАМИЧЕСКИХ
ИЗМЕРЕНИЙ
Емец С.В.
Доцент, кандидат технических наук, Уфимский государственный нефтяной технический университет, г. Уфа
Игнатьева Л.И. Магистрант,
Уфимский государственный нефтяной технический университет, г. Уфа
Abstract
This article discusses the importance of accounting for the mass of oil by the indirect method of dynamic measurements. The process of reducing the density of oil to different conditions is analyzed. The purpose of the study is set, where it is proposed to develop an alternative method for calculating the mass of oil, including changes in the process of reducing the oil density.
Аннотация
В настоящей статье рассмотрена значимость учета массы нефти косвенным методом динамических измерений. Проанализирован процесс приведения плотности нефти к различным условиям. Поставлена цель исследования, в которой предлагается разработка альтернативной методики вычисления массы нефти, включающей изменения в процессе приведения плотности нефти.
Keywords: oil, density, oil accounting methods, density reduction.
Ключевые слова: нефть, плотность, методы учета нефти, приведение плотности.
Нефтяная промышленность является важной составной частью экономики страны. Ее мощный производственный и ресурсный потенциал обеспечивает жизнедеятельность всех отраслей национального хозяйства и оказывает решающее влияние на формирование основных финансово-экономических показателей страны. Значительную роль в процессах нефтяной промышленности играют именно измерения, которые проводят на многочисленных установках учета количества и качества нефти и нефтепродуктов.
При учете нефти измеряют ее массу или объем и параметры качества - плотность, содержание балласта (воды, солей, механических примесей, серы), упругость паров и другие параметры, установленные техническими условиями, стандартами на продукцию, или соглашением между продавцом и покупателем. Учет товарной нефти в системе российских магистральных нефтепроводов является неотделимой частью осуществления товарно-коммерческих операций в нефтедобывающих, транспортирующих и нефтеперерабатывающих компаниях. Поэтому приоритетной задачей является получение достоверных данных о количестве нефти.
Существуют статические и динамические методы учета нефти. Наиболее точными и удобными
в применении являются динамические методы. В свою очередь, динамические методы делятся на прямые и косвенные [1, с. 3].
Реализация прямых методов заключается в определении массы продукта с помощью массовых расходомеров. Косвенный метод заключается в измерении объема нефти объемным расходомером в блоке измерительных линий (БИЛ) и ее плотности поточным плотномером в блоке измерения показателей качества (БИК). Условия измерения объема и плотности, т. е. температура и давление, отличаются в БИЛ и БИК, поэтому встает задача приведения плотности нефти к нормальным условиям или к условиям измерения объема.
Приведение плотности нефти необходимо не только при динамических измерениях, но и при статических. В отличие от динамических измерений, в статических методах плотность зачастую приводят только к нормальным условиям.
Приведение плотности нефти регламентируется ГОСТ 8.587-2019 и Р 50.2.076-2010. В соответствии с нормативными документами процедура приведения плотности может осуществляться путем расчетов по формулам методом «прямых подстановок» и путем пересчета по таблицам.
Исходными данными для рассматриваемых методик являются экспериментальные значения плотностей различных марок нефти при различных температурах и давлениях, которые были получены Американским нефтяным институтом (API) [3]. На основании этих данных была создана математическая модель, положенная в основу методики приведения плотности по формулам, и на основании которой получены табличные данные.
Алгоритм приведения плотности нефти, включающий метод «прямых подстановок», содержит итерационный процесс, в котором происходит многократный пересчет трех величин: коэффициента объемного расширения, коэффициента сжимаемости и плотности нефти при 15 °С. Такой процесс может вызвать не только трудности при расчетах, но и погрешность при получении окончательного результата. Также стоит заметить, что у данной методики имеется неявный физический смысл, от этого не совсем очевидно поведение итерационного процесса.
Приведение плотности нефти по таблицам значительно легче из-за отсутствия итерационного процесса, в котором оперируют такие физические величины, как плотность, давление, температура, коэффициенты объемного расширения и сжимаемости. Но есть и свои сложности, например, при множественных округлениях может возникнуть погрешность при получении окончательного результата, а также применение таблиц возможно только при нулевом давлении.
Оба предлагаемых к использованию алгоритма приведения плотности нефти построены на единой математической модели и имеют одинаковую точность приведения. Однако каждая из методик имеет определенные особенности, которые затрудняют их использование. К ним можно отнести недостаточную прослеживаемость физической картины процесса пересчета плотности, зависимость сходимости итерационного процесса от удаленности термобарических условий приводимых значений плотности от нормальных условий.
Для точной оценки массы нефти важно, чтобы данная операция производилась корректно в соответствии с аттестованной методикой [2]. Однако, получение достоверных данных о количестве нефти в большинстве случаев сопряжено с перечисленными выше трудностями, поэтому правомерно ставить вопрос о повышении надежности и достоверности вычислительных процессов, используемых при учете нефти.
Цель исследования - повышение достоверности и точности учета массы нефти при динамических измерениях косвенным методом путем использования альтернативных алгоритмов обработки результатов измерения объемного расхода в блоке измерительных линий и плотности в блоке измерения качества в процедуре приведения плотности.
Исследованы алгоритмы вычисления массы нефти и нефтепродуктов косвенным методом динамических измерений. Проанализированы существующие методики приведения плотности нефти к условиям измерения объемного расхода или к стандартным условиям. Установлены ряд моментов, вызывающих затруднения использования методик, связанные с неоднозначностью сходимости итерационного процесса приведения плотности в разных диапазонах характеристик нефти и с трудностями восприятия физических преобразований в процессе пересчета. Исходя из полученных результатов анализа пользовательских характеристик стандартных методик приведения плотности можно сделать вывод, что предоставленная нормативными документами возможность разработки методик приведения плотности с более удобными пользовательскими характеристиками является актуальной.
Планируется разработка и исследование альтернативного алгоритма приведения плотности нефти путем исключения итерационного процесса. Результаты работы могут быть использованы в действующих измерительно-вычислительных комплексах при обработке результатов измерения массы косвенным динамическим методом.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. ГОСТ 8.587-2019. Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Масса нефти и нефтепродуктов. Методики (методы) измерений. М.: Стандартинформ, 2019. 46 с.
2. Р 50.2.076-2010. Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Плотность нефти и нефтепродуктов. Методы расчета. Программы и таблицы приведения. М.: Стандартинформ, 2011. 138 с.
3. API MPMS 11.1-2004. Manual of Petroleum Measurement Standards Chapter 11-Physical Properties Data. Section 1-Temperature and Pressure Volume Correction Factors for Generalized Crude Oils, Refined Products, and Lubricating Oils. 87 p.
