原油損耗測試中取樣方法的選取

范 路

(勝利油田技術檢測中心，山東 東營 257000)

原油損耗測試中取樣方法的選取

范 路

(勝利油田技術檢測中心，山東 東營 257000)

結合現場獲取的測試數據，對目前普遍采用的直接進氣法和低溫二次冷凝法2種取樣方法進行對比分析，得出同一實驗環境下2種方法的關聯值；為使測試數據更加準確可靠，對測試方法與工藝測點進行匹配。結果表明，在目前實驗室測試條件下，低溫二次冷凝法能夠將重組分更好的保留下來，使得測試結果相對準確；對于不能采用低溫二次冷凝法取樣的情況，可利用直接進氣法取樣原油損耗測試點，通過關聯系數的計算，也可以使原油損耗測試得出相對準確的結果。

原油損耗；測試；直接進氣法；低溫二次冷凝法；關聯值

隨著油田生產工藝流程逐漸趨于密閉化，原油損耗測試逐漸轉向對油田各類儲罐呼吸損耗和放空氣中含油損耗的測試，其中儲罐呼吸損耗包括拉油井(站)高架罐呼吸損耗、接轉站轉油罐呼吸損耗、聯合站各類型儲罐呼吸損耗、拉油罐車(船)拉油途中儲罐呼吸損耗和拉油罐車裝卸車儲罐呼吸損耗等；放空氣中含油損耗包括井口套管氣中含油、各種分離器放空氣中含油和各站天然氣放空損耗等［1-3］。

各檢測機構目前普遍使用的原油損耗測試方法為直接進氣法和低溫二次冷凝法［2］，針對各類原油損耗測試環境條件不同合理選取測試方法能夠取得更加準確的檢測數據，有利于發現原油生產中的損耗問題。為此，筆者結合現場獲取的測試數據，對目前普遍采用的直接進氣法和低溫二次冷凝法2種取樣方法進行對比分析。

1 測試方法

1.1直接進氣法

將采樣用品按圖1連接［4］，使取樣長頸玻璃漏斗的開口平面與微風速表迎風面處于同一水平面，確認系統不堵不漏后，進行采樣。該方法通過二通閥和三通閥的切換，采用負壓原理使混合氣樣品進入氣袋內達到取樣目的。該方法的優點是在相對密封的環境，對樣品進行采樣，避免雜質的進入，缺點是該方法設備復雜，對于可能存在高空作業的原油損耗測試，處于安全角度考慮并不適用于日常測試工作中，因此，筆者對直接進氣法進行改進，如圖2所示。直接利用防爆型采樣泵抽取混合氣樣品完成取樣。該方法的優點是取樣時設備較少，連接方式簡單，適合操作。缺點是由于操作不慎可能會引入空氣雜質，以下所采用的直接進氣法均是指改進后直接進氣法。

圖1 氣體采樣裝置示意圖 圖2 現場測試取樣連接圖

1.2低溫二次冷凝法

1—溫度計；2—漏斗；3—聯接膠管；4—冷凝管；5—冰水溶液；6—干冰酒精溶液；7—大氣采樣泵及氣體流量計。

采用低溫二級冷凝［4］分離取樣方法進行取樣，罐口取樣示意圖如圖3所示，步驟如下：①將先前連接好的測試設備放入采樣桶中，啟動防爆型大氣采樣儀，調整好流速，按下秒表計時；②當冷凝管中的油樣達到1～2ml時，停止采樣，記錄采樣時間；③在采樣過程中，將50ml針管從二次冷凝液出口膠皮管處抽取罐口呼出混合氣體，排空3次后進行氣樣采集；④取樣的同時對溫度、壓力氣體流速等參數進行同步測試。該方法采用低溫冷凝的原理，將取樣氣體中的重組分以液體的形式冷凝至冷凝管中，然后再用針管對冷凝后的尾氣進行抽取，最終對冷凝液樣和尾氣樣進行化驗后得出取樣氣體中油組分的含量。該方法的優點是對重組分保留程度較好，但缺點是操作較為復雜。

2 測試方法對比數據

筆者2010年10月12日在大明公司濟北聯合站對其在運行的5個儲罐進行了原油損耗測試，分別使用低溫二次冷凝法和直接進氣法進行取樣，2種取樣方法所得測試結果如表1所示。

表1 低溫二次冷凝法取樣與直接進氣法取樣測試數據結果對比表

對比2種方法在相同地點、相同時間段測試數據可以看出,直接進氣法取樣化驗后得出的結果1.14t/d比冷凝法取樣化驗后得出的結果5.01t/d減少了3.87t/d。根據五星級站庫指標要求,原油損耗率為0.5%，而2種方法得出的損耗率數值0.66%和0.15%,恰恰在達標和不達標2個界限內。

在2種方法的計算中，呼吸速度、呼吸口面積、油氣溫度，油氣壓力等所測得數據都是一致的，所不同的是冷凝法取樣樣品有冷凝液和尾氣2項［5］，實驗室通過對冷凝液分析得出其中C5及以上重組分含量，再對尾氣樣化驗分析得出其中C5以上重組分含量，兩者相加得出所取樣品中C5以上重組分含量的總值。而直接進氣法取樣樣品只有氣源氣一項，實驗室對取得氣源氣樣品化驗得出C5以上重組分含量。對于2種取樣方法取得的樣品，在理論上實驗室化驗后通過計算所得出的結果應該是一致的，但由于目前一般的實驗室技術條件只能滿足常規色譜分析，對于液體樣品化驗，C5以上重組分含量化驗結果較為準確，而對于氣體樣品的化驗，C1至C4是較為準確的，C5以上重組分含量的化驗結果誤差非常大，使得數據可信度降低。因此在2種取樣方法中低溫二次冷凝法更好的保留了重組分，使得其化驗結果更加真實有效。

3 關聯測試

筆者2010年11月12日對臨盤采油廠4個聯合站的10座儲罐進行了原油損耗測試，并對2種測試方法得出的結果找尋其存在的關系，測試數據見表2。

表2 臨盤采油廠原油損耗測試數據匯總表

根據關聯系數公式得出關聯系數柱狀圖見圖4。從圖4可以看出，關聯系數的線性變化范圍在0.8左右。將實際測得結果進行分析得出，在目前所用的實驗室內，直接進氣法雖然與低溫二次冷凝法最后計算結果相差較大，但是其中有一個關聯系數，在無法用低溫二次冷凝法進行測試取樣的環境可以用直接進氣法進行取樣后折算出相對準確的檢測數據。

4 測試方法與工藝測點的匹配

原油集輸過程工藝流程簡易框圖見圖5。油氣集輸整個過程大體分5部分［6］：井口(主要作用是井口計量，油氣分離器，油罐儲存、加熱和輸送)、中轉站(主要作用是油、氣、水3項粗分離，加熱、摻水(油)，含水油(氣)外輸等)、聯合站(主要作用是含水油(氣)經過加熱、脫水、脫油等處理過程后外輸)、油氣處理站(主要作用是將天然氣濕氣進行脫烴處理，對原油進行穩定處理將輕烴進行回收)、油庫(主要作用是原油儲存、外輸或裝車外運)。

圖4 冷凝法與直接進氣法關聯系數柱狀圖 圖5 原油集輸工藝流程

表3 工藝測點與測試方法匹配關系表

在原油從油井采出直至運出油田的整個工藝過程中，有許多測點是可以用冷凝法取樣，但是對于某些特殊測點由于其環境限制無法進行冷凝法取樣，如井口套管氣中含油損耗測試，由于井口套管放空氣源不穩定，有的套壓較大，無法用冷凝法取樣；各種分離器放空損耗由于目前工藝流程基本處于密閉狀態，放空量非常小，采用冷凝法取樣時間很長；罐車拉油途中損耗，由于罐車處于行進當中，采用低溫二次冷凝法取樣不符合安全操作規范等等。因此筆者對各個測點可以適用哪種取樣測試方法進行了匹配，具體見表3。

5 結 語

在目前實驗室測試條件下，低溫二次冷凝法能夠將重組分更好的保留下來，使得測試結果相對準確。由于油氣集輸工藝流程中不同工藝測點要與2種取樣方法進行匹配，對于不能采用低溫二次冷凝法取樣的情況，可利用直接進氣法取樣原油損耗測試點,通過關聯系數的計算也可以使原油損耗測試得出準確的結果。總之，對油田生產系統各環節的原油損耗進行準確的測試和分析，有利于發現原油生產過程中發生原油損耗的主要環節，從而實現節能減排的整體規劃目標。

［1］呂世銘,張志宏,徐陽. 大慶薩南油田原油損耗測試技術［J］. 油田地面工程,1992,11(4): 17-21.

［2］陳健. 原油儲罐呼吸損耗中的問題探討［J］. 油氣田環境保護,2000,10(4): 24-25.

［3］杜紅勇,譚寧,安蓉，等. 油田企業原油呼吸損耗測試及計算方法探討［J］. 節能減排,2008(8): 61-62.

［4］SY/T 5267-2009，油田原油損耗的測定［S］.

［5］桑福平,項立勤. 淺析降低油田油氣呼吸損耗和測定方法［J］. 化學工程與裝備,2009(11): 77-79.

［6］劉賀飛,孫亞洲,梁策. 原油損耗測試方法探討［J］. 石油石化節能,2010(4): 7-10.

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.07.030

TE89

A

1673-1409(2012)07-N090-04

2012-03-27

范路(1982-)，男，2004年大學畢業，工程師，現主要從事節能監測方面的研究工作。

［編輯］ 洪云飛