天然气计量误差及优化措施研究

吴世杰 徐健航

摘 要：对于天然气的计量来说，其之所以会产生不同程度的差异，主要就是因为天然气剂量仪表、天然气成分以及人为因素等相关原因的影响，这样一来就导致天然气的计量出现误差。为了能够是天然气计量数据更加具有准确性，从而为天然气的销售和井口数据的分析提供有效的凭证与依据，应该根据现场计量的实际情况着手分析。基于此，本文主要对苏里格南计量系统为例，阐述了具体的天然气计量的现状，介绍了计量设备，深入的分析了误差发生的原因，并且提出有效的优化措施，其中主要包括设备的维护、数据的录入与及时分析、实时监控、数据运行的管理以及监控管网等多种措施。

关键词：天然气;计量;误差;优化;措施

0 前言

随着社会与经济的快速发展，天然气资源因为其自身所具备的低污染、绿色、低碳以及洁净等优势成为了我国能源领域开发工作中的佼佼者。在快速发展的前提下，也对天然气的计量方面提出了更高的要求，而如何降低天然气计量的误差，有效地提高天然气计量的准确性，降低天然气的损害也成为了重点的发展内容。因此，本文主要对苏里格南计量系统为例，深入地分析天然气计量的现状、影响计量准确性的因素以及优秀的解决措施，从而提高新能源开发的效果，促进我国经济和社会的进一步发展。

1.发展天然气计量的重要意义

从上个世纪90年代至今，我国的天然气工业在经历了多年的发展后已经取得了非常大的成果。现阶段，随着经营管理观念的转变和油气田的制度改革发展，天然气生产与输送部门之间传统的管理与调度关系也发生了巨大的变化，二者之间在不断的发展过程中，已经建立了各自的追求目标，并且形成了一种商业利益的供求关系。这种改变也提高了人们对天然气计量技术发展与研究的重视程度。

对于天然气计量来说，其已经成为了制约天然气工业发展的主要因素，也是天然气企业在完成经济分析、贸易交易以及规划成本的主要依据，与企业的经济效益有直接的关系。所以，在进行天然气计量时，必须要确保其实时性、准确性以及经济性，其主要体现在以下几个方面：

①精确计量：通过精确计量能够确保交易的公平性与公正性，并且对天然气的消费与供给进行有效的管理，合理的控制天然气的库存量，降低天然气计量差，提高服务的质量。

②实时计量：通过实时计量能够帮助天然气企业优化管线的实际运行，且有效地提升系统的生产力，并对市场的变化做出积极、快速的反应。

③经济计量：所谓经济计量其主要指的就是与经济效益相符合的、最大化的一种经营理念。天然气计量的成本会直接受到天然气计量系统、维护与运行费用的影响。

2.苏里格南作业区内天然气计量的现状

苏里格南作业区内所含有的天然气计量系统主要包括四个部分，其分别为单井井口的计量、集气站外输的计量、第五处理厂湿气交接的计量以及第五处理厂干气的计量，以天作为单位完成结算。

2.1单井井口的计量

单井井口流量的计量主要采用一体化多参量差压式流量计完成天然气的计量。比如ACF-1型流量计、ACD-3Q型流量计。通过单井井口计量、井口带液计量能够对单井内瞬时所产生的流量、管道内孔板前后的压力差度、管道内具有的压力以及井口的实际温度等数据进行实时的记录，从而为气藏分析、气井生产动态分析等相关研究提供有效的依据。

2.2集气站的计量

从井口的输送至集气站的天然气，需要采用分离器对其进行气液分离，在完成脱水处理后，使天然气经过计量区的孔板，向外输送到第五处理厂。主要的目的与作用就是计量集气站内向外输送的具体气量，并且将其与第五处理厂的湿气计量值进行比较。

2.3湿气交接量的计量

本文进行分析的苏南公司，其将湿气计量点设置在第五处理厂内，集气站外输天然气输送到第五处理厂时，需要经过三具预分离器，而后对气液进行分离，天然气进入到4路标准孔板后开始对湿气进行剂量。湿气交接的计量可以作为分配商品气与凝析油分配的主要凭证。

2.4干气的计量

在完成计量后，处理厂中的天然气和苏里格南的天然气在经过脱氢脱水、增加压力等处理后，经而入到气的分配区，而后在完成外输计量，对于干气的计量，应该利用超声波流量计进行计量，具体的计量结果为苏里格南干气和长庆所自营干气的总量，双方按照具体的湿气比例完成最终的分配。

3.苏里格南集气站中所使用的计量设备

在苏里格南集气站中，主要使用的就是标准化的孔板流量计。

3.1孔板流量计的工作原理

孔板流量计是一种差压式的流量计，其根据流体进行流动所产生的节流作为主要工作的原理，通过流体流经节流的元件，在元件的前后端形成压力差，确保流量与压差之间的平方能够形成正比，从而完成流量的测量。

3.2孔板流量计的优缺点

3.2.1孔板流量计的优点

①其属于一种全用型的流量计，符合国际标准组织的认可，不需要进行二次校准，可以直接投入使用。

②相关标准与规定非常完善。

③构造非常简单，且牢固性比较高，具有比较高的稳定性，同时，使用寿命也比较长，价格实惠，可在大范围内应用。

3.2.2孔板流量计的缺点

①对其造成印象的因素比较多。

②测量范围一般只可在3：1-4：1之间。

③占地棉结比较大，且会直管段的要求比較高。

④压力损失比较高。

⑤对磨损、腐蚀等敏感，如果长期使用，则无法保证精确度。

⑥容易出现滴油、冒油、漏油以及跑油等相关情况，增加维修、养护工作难度。

4.苏里格南天然气计量误差发生的主要原因

4.1计量仪表存在误差

在苏里格南的井口、集气站、第五处理厂的湿气计量中，均使用孔板计量，因为该计量计能够充分的满足相关规定的要求。但是在实际工作开展中，因为孔板在制作、安装以及使用过程中出现弯曲、偏离中心等情况，最终导致计量仪表的精准度产生误差。同时，因为孔板的维护与安装方法不正确，也容易导致孔板出现变形、弯曲等情况，这样也会对测量的结果产生影响。

在第五处理厂中，4路计量所使用的孔板，其直径都不相同，而使用直径不同孔板的主要原因就是能够更好地适应不同的天然气流量。这样一来也就会导致实际的流量与所选择的计量之间不相符，最终影响计量的精确度。

4.2天然气气质量造成的影响

①虽然已经开采出的天然气需要经过退水、除尘以及分离等工艺的处理，但是也会因为处理工艺不到、输送气干线和集气管内存在腐蚀物等原因的影响，导致固体杂质和液体杂志得不到完全的清理。

②因为天然气中具有杂质，就会对孔板孔板造成腐蚀、冲刷等情况，进而影响最终的计量结果。

③因为天然气中液体的影响，使孔板流量计中的压力变送器、差压变送器发生堵塞，最终导致流量计算发生误差。

4.3天然气气体成分造成的影响

天然气属于一种混合状的气体，其主要的成分包括乙烷、甲烷以及丙烷等烃类以及二氧化碳、氮气等非烃类成分构成，并且每种成分的具体含量也有所差异。即使是在同一区域内，天然气的实际成分也相同。采用孔板流量计进行计量时，具体所使用的计量方式与天然气的组成成分有直接的关系，如果无法按照要求进行修改，就会发生误差。

4.4仪表参数设置不合理

对于天然气流量的计量程序来说，不同的天然气气体组成成分属于其中十分重要的参数，生产井气时，因为开井不同，也会使气体的组成成分不同，如果不能够根据具体的情况设置仪表参数，也会增加误差。

4.5湿气计量所产生的误差

井口的天然气中含有非常多的固体颗粒与液滴杂质，在进行计量时，其会对孔板的压力差造成直接的影响。如果集气站内的外输计量低于井口的计量，主要就是因为井口內为带液计量，而集气站则是经过经过分离后的计量，有一部分已经饱和的气态将会形成为液态，这样一来也就导致集气站内的计量低于井口的计量。

4.6其他因素

①引压管出现积液以及孔板阀出现积液，均会对计量结果造成影响。

②气井井口中的孔板没有通过标定的审核，其自身存在一定的误差。

③仪表发生故障。

④所采用的一体化式流量计的精确度比较低，从而增加误差。

5.降低天然气计量误差的有效方法

5.1做好仪表的日常维护

必须要做好设备的日常保养与维护工作，及时地更换仪表的标定，因为仪表自身所具有的准确度，会直接影响到计量结果。所以，在日常的工作中，需要对计量设备进行定期的检查、检验、更换以及维护等工作，从而确保计量仪表能够具有高度的准确性。

5.2及时录入气体的组成成分

现阶段，对气体的组成成分进行取样与分析的周期基本上为10天一次，但是其存在比较大的波动性与局限性。所以，应该更加及时地取样与分析气体的组成成分，从而提高计量工作的准确性。

5.3对计量数据进行动态监控

在实际的工作中，可以采用监控与数据采集（SCADA）系统对计量系统进行动态化、全面化的实时监控。对于苏里格南公司来说，其在对天然气的计量进行系统监控时，就是利用监控与数据采集系统来完成的，同时，在控制中心与集气站内采用监控与数据采集系统也能够对计量的压力、差度压力和温度等有关的参数进行实时检查。此外，通过监控与数据采集系统也能够根据相关的参数设定警报装置，从而对流量的时间进行限制，避免出现超出时间限制的情况，降低计量的漏失。

5.4提高数据分析的及时性

如果数据出现偏差，则应该由该区域内的工作人员借助监控与数据采集系统，针对温度、压力以及流量等相关数据进行准确的计算，并对具体的计算结果进行深入的分析，全面地提高技术分析的及时性。

5.5强化运行管道的数据管理工作

必须要做好通球扫线、管道置换等过程中天然气的使用量的详细记录，同时也要做好管道阴极保护系统测试数据的相关分析，这样一来就能够有效地提高计量的准确性。

5.6对于管网的损耗与泄漏情况进行严格的监督

认真做好日常巡视工作，确保能够及时地发现泄漏点，并且及时地上报给上级部门，避免出现漏油、滴油以及跑油等情况的发生，同时应该做好就阴极的防腐蚀相关工作，从而有效地延长管道的使用期限，避免因为管道腐蚀等因素的影响，而出现泄漏等情况，此外，也要制定详细的维修与保养计划，按照计划及时地对各个阀门等进行有效的保养与维护。而且，在日常维护时，应该及时地清理孔板流量计，确保节流件能够保持光洁与干净，并且也要对压变与差压变送器的所具有的导压管进行定期的吹扫，如果一旦出现数据异常等情况，需要立即将损坏的零件更换，从而避免进一步增加计量的误差。

6.结束语

综上所述，天然气的计量主要指的就是在天然气贸易过程中的一种交易手段，只有充分地掌握与了解有关剂量的原理以及其实际的应用范围，才能够根据实际情况选择合适的计量方法，从而确保交易的公平性。与此同时，还应该有效地控制误差，保证计量的准确性，为企业的进一步发展营造更加广阔的空间。

参考文献

[1]章彬.石油天然气管道运输中新型流量计的应用[J].化工设计通讯，2019，45（08）：149-150.

[2]刘晶茹.天然气输差的成因与管控[J].化工设计通讯，2019，45（08）：54+56.

[3]游经明.氧化微库仑法测定天然气中总硫含量的不确定度评定[J].石油工业技术监督，2019，35（08）：29-30+35.

[4]刘博韬，沈超.天然气计量系统性能现场测试评价方法探讨[J].石油与天然气化工，2019，48（04）：99-105.

[5]师梅，杨永飞.站控系统在天然气场站的应用及分析[J].通讯世界，2019，26（07）：347-348.

[6]唐发坤.天然气计量误差原因分析及改进探讨[J].中国设备工程，2019（13）：73-74.

[7]朱奕霖，金金.天然气计量管理与输差控制分析[J].石化技术，2019，26（06）：182+189.

[8]常季成.国内外天然气计量技术现状及发展趋势[J].仪器仪表标准化与计量，2019（02）：36-38.

[9]晁宏洲，黄明基.标准孔板设计管理软件在天然气流量计量核查中的运用[J].工业计量，2019，29（02）：72-74+77.

[10]王庆，何璇，勾炜，常鹏旭.降低天然气干线计量输差故障率的方法研究[J].石油工业技术监督，2019，35（03）：28-29.

[11]游赟，李琳，段枷亦.节流降温对天然气大流量计量检定准确性的影响与对策[J].天然气工业，2019，39（02）：111-116.

[12]潘金旺.浅谈天然气管网输送计量差分析的应用[J].上海煤气，2019（01）：15-17.

[13]聂文，孟祥华.影响天然气涡轮计量系统准确性的因素与对策[J].石油化工自动化，2018，54（06）：76-77.

[14]马钢，李俊飞，戴政，段远望，张帅.天然气计量误差和能量计量方法的应用分析[J].炼油与化工，2018，29（06）：56-58.