天然氣集輸系統計量輸差原因與控制措施

熊雅琴（江西省天然氣管道有限公司,江西南昌330096）

0 引言

在天然氣集輸過程中，計量輸差是面臨的重大問題之一，如果該問題無法完善的解決，則會造成極大的經濟損失和企業爭議，盡管目前我國各個氣田單位都已經使用了大量高性能和高精度的計量儀表，但是計量輸差問題仍然無法被解決，事實上，解決計量輸差問題的關鍵在于尋找計量輸差產生的原因[1]。針對此問題，本次研究將結合筆者的現場工作經驗，對計量輸差問題產生的原因進行綜合性分析，并提出計量輸差問題的控制措施，全面提高天然氣集輸過程中的計量精度。

1 天然氣集輸系統計量輸差原因分析

1.1 儀表精度因素

目前，盡管國內外學者對于能量計量法進行了全面的研究，也開發出了大量的設備儀表，但是目前我國氣田企業大多數仍然使用流量計量法。市場上采用流量計量法的儀表相對較多，其原理也存在較大的差異，精度差別也相對較大，例如超聲波流量計是采用流量計量法中精度最高的設備儀表，其精度可以達到0.5級，但是該種類型的儀表價格相對較高，在使用的過程中維護成本也相對較高，所以該種類型流量計并沒有在我國氣田企業中得到大面積的推廣和應用，這是在某些大型站場中使用了該種類型的流量計。對于小型天然氣集輸站場而言，一般都采用孔板式的流量計或者旋渦式的流量計，這兩種類型流量計的使用成本相對較低，但是計量精度也相對較低，其精度一般為1.0級或者1.5級，且每過一段時間就需要對其進行標定。通過現場調研可以發現，由于計量儀表問題所引起的天然氣計量輸差問題可以達到氣量的±2%～3%。

1.2 氣體組分變化

如果天然氣集輸站場內使用的計量設備為孔板流量計，則需要在對氣體進行計量之前錄入氣體的組分，以此確保后續計量過程中計量的準確性（天然氣的密度會對計量結果產生影響），孔板式流量計一般會在單井中得到大規模的使用，但是受到地層因素的影響，氣井所生產的天然氣會產生一定的組分變化，如果對組分標定不及時，則會產生一定的計量誤差，該種情況對于氣體組分相對較為穩定的氣井基本不會產生影響[2]。

1.3 管道系統泄漏

對于天然氣集輸站場而言，需要定期安排工作人員對管道進行巡查和維護，這主要是因為受到腐蝕以及人為因素的影響，管道及其附屬設備非常容易出現泄漏問題，泄漏問題必然會導致計量輸差，針對此項問題，各個天然氣集輸站場都已經制定了管道巡查制度，工作人員會定期使用肥皂水對管道與管道之間以及管道與附屬設備之間的連接部位進行檢查，如果出現泄漏問題會立即采取相關措施進行處理。在另一方面，如果天然氣集輸管道存在交叉施工問題，也可能會對管道產生破壞，進而引發天然氣泄漏問題，綜合而言，加強管道的巡查及防護十分關鍵。

1.4 管存因素

眾所周知，天然氣資源相對較為活躍，其壓縮性相對較強，在對天然氣進行計量的過程中，需要充分考慮天然氣所處環境的溫度以及壓力狀況，還需要考慮其它因素對計量結果的影響，根據這些因素對計量設備進行合理的調整。但是受到溫度、壓力、天然氣可壓縮性以及其它因素的影響，管道內的天然氣量相對較多，且已經被壓縮，如果計量設備采用的是體積流量計，則會產生非常嚴重的計量誤差。

2 天然氣集輸系統計量輸差控制措施

2.1 完善計量流程

為了確保天然氣集輸系統計量的準確性，首先需要對計量流程進行一定的完善，在這一方面，工作人員需要對交接氣量進行對比，以便對計量儀表進行合理的調整，如果氣田企業無法實現該項工作，則可以對集輸管道內的天然氣進行分段和分區計量，此時出現輸差問題以后可以準確對輸差產生的位置進行定位，縮短輸差位置定位的時間。在另一方面，氣田企業還需要制定管道運行狀況以及流量計標定數據庫，對各個流量計的運行狀況進行全面把控，進而為輸差控制提供合理的依據。最后，氣田企業還需要配備一定數量的標準器，滿足計量儀表的標定要求，在確保計量儀表自身準確性的前提下，能有效降低天然氣集輸系統的計量輸差[3]。

2.2 確保氣質組分錄入及時

對于天然氣集輸管道，在管道重要的連接點位置處，工作人員需要安裝在線色譜儀，對管道內天然氣的組分和基本性質進行準確的測量和分析，以此保障在進行計量的過程中可以準確的輸入天然氣的性質數據。對于某些無法安裝在線色譜儀的管道以及位置，需要定期對天然氣進行采樣分析，并根據分析結果對流量計進行及時的調整，以此防止因氣質組分變化影響計量結果。

2.3 加強管道防護

針對管道容易出現的泄漏問題，氣田企業需要在油氣集輸站場內安裝視頻監控系統，對管道以及附件的使用情況進行實時監控，同時，管道沿線也需要定期安排工作人員對其進行巡查，在居民區周圍或者地質活動相對較為活躍的區域需要安裝警示牌，對集輸管道進行長期有效的監控，同時，站場內的工作人員也需要時刻關注管道的腐蝕狀況以及施工破壞問題。

2.4 合理調配外輸氣

天然氣集輸站場內的天然氣都需要進行外輸，為了防止外輸影響集輸管道的管存，以此防止出現計量輸差問題，工作人員需要對外輸工作做好計劃，定期和定點的進行天然氣外輸，以此防止管道內的天然氣出現嚴重的壓力波動問題，這也能從本質上防止因環境以及其它因素變化引起計量輸差。在另一方面，集輸站場周圍也可以建立相應的儲氣庫，通過儲氣庫調節的方式防止集輸管道內的天然氣出現大規模的流量波動，在設備需要進行調壓的過程中，工作人員需要做到平穩化操作，以此防止因流量的波動引起計量輸差問題。

2.5 動態誤差標定

通過上文分析可以發現，天然氣集輸系統非常容易出現計量輸差問題，且引起計量輸差問題的因素相對較多，相關企業很難從本質上解決該項問題，為了防止計量輸差對集輸管道運營企業產生經濟影響，需要對計量設備進行定期的動態誤差標定。在這一方面，工作人員需要根據集輸管道的運行情況，以及相關設備的調節情況，對產生的計量輸差進行全面的分析，通過建立合理的數學模型，例如模糊神經網絡模型等，對計量系統進行多方面的動態誤差標定。在將產氣計量和銷售計量兩項工作的誤差控制在可接受范圍內的前提下，研究人員需要對集輸過程中的計量輸差進行深入挖掘，進而可以得到每一條管道或每一個小系統的誤差標定擬合公式，在進行計量管理的過程中，工作人員可以根據相關的標準規定，對計量設備進行核算，以此發現數據異常問題，并采取合理的措施對異常數據進行處理。

3 結語

通過本次研究可以發現，在進行天然氣集輸作業的過程中，計量輸差問題十分常見，計量輸差問題會對相關企業的經濟利益產生嚴重的影響，因此，降低計量輸差十分關鍵，因此，相關企業需要采取完善計量流程、確保氣質組分錄入及時、加強管道防護、合理調配外輸氣以及動態誤差標定等五方面的措施，盡可能的降低計量輸差，確保自身經濟效益，維護天然氣交易的公平性。