Стандартные справочные данные для метрологического обеспечения нефтегазового комплекса Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

СТАНДАРТНЫЕ СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА А.Д. Козлов (ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ»), Ю.В. Мамонов (ФГУП «ИНФОРМСТАНДАРТ»)

Государственная служба стандартных справочных данных (ГСССД) о физических константах и свойствах веществ и материалов образована в 1965 г.

В настоящее время в России ГСССД действует в соответствии с законом Российской Федерации от 26 июня 2008 г. № 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений» и положением о ГСССД, утвержденным постановлением Правительства РФ от 20 августа 2001 г. № 596 (с изменением согласно постановлению Правительства РФ от 2 сентября 2009 г. № 718).

На территории Содружества Независимых Государств (СНГ) ГСССД действует на основании «Соглашения о сотрудничестве по созданию и использованию данных о физических константах и свойствах веществ и материалов», принятого в г. Ташкенте 6 октября 1992 г. (далее - Соглашение 1992) и аналогичного соглашения (далее -Соглашение 2006), актуализированного 24 июня 2006 г. в г. Казани на 38 заседании Межгосударственного Совета (МГС) по стандартизации, метрологии и сертификации.

В развитие положения о ГСССД разработан и принят ГОСТ Р 8.614 - 2005 «Государственная служба стандартных справочных данных. Основные положения», в развитие Соглашения 1992 -ГОСТ 8.566 - 99 «Межгосударственная система данных о физических константах и свойствах веществ и материалов. Основные положения».

Согласно Федеральному закону «Об обеспечении единства измерений», основная задача ГСССД - обеспечение единства измерений за счет внедрения в науку, технику и технологии стандартных справочных данных (ССД).

В Российской Федерации разработка таблиц ССД в настоящее время проводится в рамках Программ национальной стандартизации по тематике направлений деятельности Технического комитета по стандартизации ТК 180 «Государственная служба стандартных справочных данных».

В СНГ разработка таблиц ССД проводится в рамках «Программы работ по разработке аттестованных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов по конкретным тематическим направлениям на 2007-2012 годы».

На 38 заседании МГС (ноябрь 2010 г.) разработка таблиц ССД включена в «Перечень приоритетных направлений работ по межгосударственной стандартизации на 2011-2015 годы», при этом были учтены все три критерия для включения в перечень: создание доказательной базы для выполнения требований технических регламентов, устранение технических барьеров, ресурсосбережение.

Президентом РФ утверждены «Приоритетные направления развития науки, технологий и техники Российской Федерации» и «Перечень критических технологий Российской Федерации». В числе приоритетных направлений - «Энергетика и энергосбережение». Решение задач в этой области в значительной мере зависит от функционирования топливно-энергетического комплекса, и в частности его важнейшей составляющей - нефтяной и газовой отраслей промышленности.

Ниже приводится перечень таблиц ССД, а также аттестованных в ГСССД таблиц рекомендуемых справочных данных (РСД) и методик, аттестованных в ГСССД в 1991-2011 гг. в области определения свойств многокомпонентных смесей и их компонентов, применяющихся в нефтегазовом комплексе:

1. Природный газ:

1.1. ГОСТ 30319:0/3-96 «Газ природный. Методы расчета физических свойств» (с изм. № 1 от 10.03.2004 г.);

1.2. ГОСТ Р 8.662-2009 (ИСО 20765-1:2005) «ГСИ. Газ природный. Термодинамические свойства газовой фазы. Метод расчетного определения для целей транспортирования и распределения газа на основе фундаментального уравнения состояния ЛОЛ-8»;

1.3. Таблицы ССД ГСССД 169-93 (термодинамические свойства для расчетного природного газа фиксированного состава);

1.4. Методика ГСССД МР 95-92 (коэффициент сжимаемости ПГ при 250-340 К и 0,1-12 МПа - для расходометрии);

1.5. Методика ГСССД МР 101-93 (свойства сжатого до 50 МПа ПГ);

1.6. Методика ГСССД МР 102-93 (свойства сжиженного ПГ);

1.7. Методика ГСССД МР 103-93 (свойства ПГ с высоким содержанием метана);

1.8. Методика ГСССД МР 105-95 (свойства ПГ для АТНКС);

1.9. Методика ГСССД МР 116-04 (расчет фазового равновесия в ПГ);

1.10. Методика ГСССД МР 118-05 (расчет свойств умеренносжатых газовых смесей).

2. Газовый конденсат:

2.1. Методика ГСССД МР 107-98 (свойства газоконденсатных смесей при 250-350 К и давлениях до 10 МПа).

3. Нефтяной газ:

3.1. Методика ГСССД МР 113-03 (свойства влажного нефтяного газа при 263-500 К при давлениях до 15 МПа).

4. Нефть и нефтепродукты:

4.1. Методика ГСССД МР 104-95 (вязкость жидких нефтепродуктов).

5. Компоненты природного газа:

5.1. Таблицы ССД ГСССД 195-01 (теплофизические свойства метана при 91-700 К и давлениях 0,1-100 МПа);

5.2. Таблицы ССД ГСССД 196-01 (теплофизические свойства этана при 91-625 К и давлениях 0,1-100 МПа);

5.3. Таблицы ССД ГСССД 197-01 (теплофизические свойства пропана при 86-700 К и давлениях 0,1-100 МПа);

5.4. Методика ГСССД МР 122-06 (теплофизические свойства азота при 70-1500 К и давлениях до 100 МПа);

5.5. Методика ГСССД МР 123-06 (теплофизические свойства кислорода при 70-1000 К и давлениях до 100 МПа);

5.6. Методика ГСССД МР 124-06 (теплофизические свойства диоксида углерода при 220-1300 К и давлениях до 100 МПа);

5.7. Методика ГСССД МР 134-2007 (свойства азота, кислорода, диоксида углерода, водорода ацетилена, аммиака, аргона при 200425 К и давлениях до 10 МПа - для применения в расходометрии);

5.8. Методика ГСССД МР 135-2007 (свойства технически важных газов и их смесей при 233-333 К и давлениях до 5 МПа - для применения в расходометрии);

5.9. Методика ГСССД МР 136-2007 (свойства газовых водородсодержащих смесей при 258-523 К и давлениях до 30 МПа - для применения в расходометрии).

Результаты многолетней деятельности в этой области для природного газа частично сконцентрированы в ГОСТ 30319.(0-3)-96. Этот стандарт, состоящий из четырех частей, предоставил пользователям методы расчета свойств природного газа, транспортируемого по магистральным газопроводам при давлениях до 12 МПа и температурах от 250 до 340 К, на основе результатов соответствующих исследований, проведенных в Западной Европе, США и России. При этом учитывались также рекомендации по расчету коэффициента сжимаемости природного газа, изложенные в двух международных стандартах -ИСО 12213-1:1997 и ИСО 12213-2:1997.

ГОСТ 30319 был использован в ГОСТ 8.563-97 «Измерение расхода и количества жидкостей и газов методом переменного перепада давления».

В настоящее время взамен ГОСТ 8.563-97 введен комплекс стандартов ГОСТ 8.586.1/5-2005 «Измерение расхода и количества жидко-

о _ о т~х

стей и газов с помощью стандартных сужающих устройств». В этом комплексе в части расчета свойств природного газа и его компонентов также дается указание на использование рекомендаций ГОСТ 30319.

Введению в действие ГОСТ 30319 предшествовала разработка перечисленных выше методик ГСССД МР 95-92, МР 101-92, МР 102-93, МР 103-93, МР 105-95, где изложены методические рекомендации по расчету свойств природного газа для отдельных частных приложений. Таблицы ССД 169-93 предназначены для фиксированного состава природного газа, определяемого соответствующим стандартом для так называемого расчетного природного газа.

В последующие годы разработаны такие методики, как МР 116-04 (расчет фазового равновесия в природном газе) и МР 11805 (расчет свойств умеренно-сжатых газовых смесей).

Для газового конденсата в настоящее время имеется только одна методика ГСССД МР 107-98. Для влажного нефтяного газа разработана методика ГСССД МР 113-03.

Для основных компонентов природного газа ГСССД были разработаны новые таблицы ССД о свойствах метана (195-01), этана (196-01), пропана (197-01), а также методики расчета свойств азота, кислорода и диоксида углерода для расходометрии.

В последние 10 лет появились новые экспериментальные данные о свойствах компонентов природного газа и их смесей, что потребует уточнения принятых в ГСССД справочных и методических документов.

Следует отметить, что к настоящему времени разработаны и утверждены новые международные стандарты по расчету свойств природного газа: ИСО 18453:2004; ИСО 20765-1:2005; ИСО 12213-1:2006; ИСО 12213-2:2006; ИСО 12213-3:2006, причем ИСО 12213-1:2006 и ИСО 12213-2:2006 - взамен перечисленных выше ИСО 12213-1:1997 и ИСО 12213-2:1997.

ГОСТ Р 8.662-2009 разработан как гармонизированный с ИСО 20765-1:2005. ГОСТ 30319 разработан на область давлений до 12 МПа, ГОСТ Р 8.662 - на область давлений до 30 МПа. ГОСТ 30319 нуждается в переработке. Кроме того, практика показывает, что необходимы выверенные рекомендации для пролонгирования методов расчета свойств природного газа на область повышенных (свыше 12 МПа) давлений и пониженных (ниже 250 К) температур.

По рассматриваемому направлению отметим также разработки таблиц ССД ГСССД 187-99, где использованы рекомендации Международной ассоциации по свойствам воды и водяного пара (формуляции 1995 г.). На основе этих рекомендаций разработаны также таблицы РСД ГСССД Р 776-98. «Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара. Справочник» (разработчик - Московский энергетический институт), предназначенные для практического применения работниками проектных организаций, инженерно-техническим персоналом тепловых станций и промышленных энергетических установок.

Перечень таблиц ССД на сегодня насчитывает около 270 наименований и представлен на сайте ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ»: www.gostinfo.ru.