В отличие от нефтепродукта, выходящего с завода по заданной спецификации, сырая нефть — смесь, свойства которой меняются в зависимости от источника, месторождения и со временем. Плотность варьируется от лёгкой до тяжёлой, содержание серы — от малосернистой (sweet) до сернистой (sour), а в нефти может присутствовать переменное количество воды, механических примесей и растворённого газа. Эта изменчивость напрямую влияет на учёт и перекачку: брутто-объём, зарегистрированный расходомером, не равен продаваемому количеству нефти нетто. Разницу закрывают поправки на температуру и давление, определение содержания воды и механических примесей и уверенность в том, что проба, по которой оно определено, действительно представительна для партии.
Поэтому на терминалах, которые принимают, хранят или передают дальше нефть, поступающую автоцистернами или по трубопроводу с промыслов, система учёта должна одновременно ответить на три вопроса: сколько жидкости прошло, сколько в ней нефти и как обе стороны могут проверить результат?
Свойства, влияющие на учёт и перекачку
· Переменная плотность и состав: Нефть разных месторождений или меняющаяся со временем добыча изменяет плотность и расчёт приведения объёма. Расчёт с постоянной плотностью даёт ошибку при смене качества, поэтому часто рассматривают поточное измерение плотности.
· Вода и механические примеси: Вода и твёрдые частицы вычитаются из продаваемого количества. Точность определения воды зависит не от одного прибора, а от компоновки и характеристик всех элементов системы отбора проб.
· Вязкость и температура: Тяжёлая и вязкая нефть влияет на выбор технологии расходомера, потери давления и прокачиваемость. Некоторые нефти заметно теряют текучесть в холодную погоду; необходимость подогрева оценивается по результатам анализа продукта.
· Растворённый газ и пары: При снижении давления нефть может выделять лёгкие углеводородные газы. Свободный газ, проходящий через расходомер, вызывает погрешность, поэтому газоотделение и схему поддержания противодавления, сохраняющую жидкость в однофазном состоянии, рассматривают вместе.
· Сероводород (H2S): Встречается в некоторых нефтяных и газовых залежах естественным образом и учитывается при газовом контроле для персонала у точек отбора проб и люков резервуаров, при выборе материалов и проектировании закрытых систем.
От брутто-объёма к объёму нетто при стандартных условиях
В торговле сырой нефтью расчётным количеством, как правило, служит объём нетто, приведённый к стандартным условиям. Расходомер измеряет брутто-объём при рабочих условиях; эту величину приводят к стандартным условиям с поправками на температуру и давление, а затем вычитают содержание воды и механических примесей, определённое в лаборатории по пробе. Отраслевые стандарты задают последовательность расчёта, правила округления и поправочные коэффициенты так, чтобы результат не зависел от того, кто выполняет расчёт. Сам расходомер периодически поверяется по трубопоршневой поверочной установке или эталонному расходомеру, и его коэффициент преобразования обновляется.
Основные точки учёта на нефтяном терминале
Точка учёта | Решающий вопрос, специфичный для нефти | Типовой подход к решению |
Налив автоцистерн | Выделение газа, пары, вязкость и место отбора проб | Наливной блок, газоотделение, пропорциональный расходу отбор проб |
Слив автоцистерн | Определение нетто-количества по воде и примесям, газ на стороне всасывания | Фильтр, газоотделитель, расходомер и пробоотборник при приёмке |
Внутрибазовый и экспортный учёт | Большие расходы, переменное качество, поверка | Многониточный блок учёта, подключение поверочной установки, вычислитель расхода |
Сдача с промысла | Работа без персонала, отбраковка нефти с высокой обводнённостью | Установка LACT |
Вход и выход трубопровода | Непрерывный учёт, отслеживание партий, баланс объёмов | Параллельные измерительные линии, стационарная или передвижная поверочная установка |
Безопасность и условия труда
Ведомства по охране труда обращают внимание на то, что при ручном замере и отборе проб через открытые люки нефтяных резервуаров могут выделяться высокие концентрации углеводородных газов и паров, создавая одновременно риск пожара и взрыва и опасность недостатка кислорода. Поэтому методы замера и пробоотбора без вскрытия люков, закрытые пробоотборные ёмкости и электрооборудование, соответствующее классификации взрывоопасных зон, рассматриваются с самого начала проектирования.
Роль TLY Enerji
В задачах учёта сырой нефти TLY Enerji может оказать инженерную поддержку: подбор технологии измерения под технологические условия, поставку кориолисовых, ультразвуковых и других расходомеров вместе с приборами давления, температуры и уровня, системную интеграцию, монтаж, испытания и пусконаладку, а также мониторинг на базе ПЛК и SCADA. Границы поставки и распределение ответственности определяются в каждом проекте на основе технического задания и анализов среды.
Решения для сырой нефти
· Системы налива нефти в автоцистерны: Дополнительные меры по газу, парам и вязкости при наливе.
· Системы слива нефти из автоцистерн: Определение нетто-количества нефти, принятой из автоцистерн.
· Блочные узлы учёта нефти: Выбор расходомера, плотномера, влагомера и пробоотборника.
· Системы коммерческого учёта нефти: Поправки, поверочные установки и коэффициенты преобразования для расчётного количества.
· Установки LACT: Автоматическая коммерческая сдача нефти с промысла в трубопровод.
· Системы автоматического отбора проб нефти: Представительная проба и надёжное определение воды.
· Узлы учёта нефти при приёме и сдаче по трубопроводу: Непрерывный учёт при больших расходах и отслеживание партий.
· Терминалы налива и слива автоцистерн: Карта решений по наливу и сливу независимо от среды.
Часто задаваемые вопросы
Почему количество нефти в счёте отличается от показаний расходомера?
Расходомер регистрирует всё, что через него проходит при рабочих температуре и давлении, включая воду и механические примеси вместе с нефтью. Для расчётного количества нетто брутто-объём сначала приводят к стандартным условиям, а затем вычитают содержание воды и примесей, определённое по пробе. В расчёте также применяется коэффициент преобразования, полученный при поверке.
Какой тип расходомера подходит для сырой нефти?
Единственного ответа нет. Выбор зависит от вязкости и диапазона плотности, расхода, содержания газа, допустимых потерь давления и способа поверки. Если по одной линии идёт и лёгкая, и тяжёлая нефть, особого внимания требуют поведение расходомера при разной вязкости и удобство его поверки.
Почему отбор проб считается частью системы учёта?
Потому что количество нетто рассчитывается по содержанию воды и примесей, измеренному в пробе. Если проба не представляет всю партию, результат нетто будет ошибочным, каким бы точным ни был расходомер. Поэтому точку отбора, перемешивание потока и отбор пропорционально расходу проектируют с той же тщательностью, что и сам узел измерения.