Алгоритмы определения массы нефти различными методами

Алгоритмы определения массы нефти различными методами.

1. Косвенный метод динамических измерений

При косвенном методе динамических измерений, измеряют плотность и объем продукта и вычисляют его массу. Однако температура и давление, при которых измеряют объем и плотность нефти совпадают не всегда. Поэтому массу допускается  определять двумя способами:

1) результаты измерений плотности и объема приводят к стандартным условиям, если разность температур при измерениях плотности и объема продукта более 15 °С;

2) результаты измерений плотности продукта приводят к условиям измерений его объема, если разность этих температур менее 15 °С.

Сначала рассмотрим первый способ.

Масса нефти определяется из выражения

                                                       (1)

Рекомендуемые материалы

где    - плотность и объем продукта, измеренные на потоке при различных условиях и приведенные к стандартным условиям (t = 15 ºC).

Плотность продукта, приведенную к стандартным условиям при температуре 15°С, , кг/м³, вычисляют по формуле:

                                                         (2)

где    - плотность продукта, измеренная при температуре и давлении продукта в преобразователе плотности, кг/м³;

К_t - поправочный коэффициент, учитывающий влияние температуры на объем продукта, определенный для температуры продукта в преобразователе плотности, вычисляемый по формуле

,                       (3)

где α_t – коэффициент объемного расширения при температуре измерения плотности, определяется в зависимости от полученного значения плотности и температуры по специальным таблицам, 1/ºС;

         t – температура, при которой измерялась плотность, ºС;

К_р - поправочный коэффициент, учитывающий влияние давления на объем продукта, определенный для давления продукта в преобразователе плотности, вычисляемый по формуле

,                                           (4)

где    γ_t – коэффициент сжимаемости нефти, определяется по таблице, МПа^-1;

         Р – давление, при котором производилось измерение плотности, МПа.

Объем продукта, приведенный к температуре 15 °С, , м³, вычисляют по формуле:

                                                  (4)

где    - объем продукта, измеренный при температуре и давлении продукта в преобразователе расхода или счетчике жидкости, м³;

К_t, К_р – поправочные коэффициенты, значения которых вычисляется по формулам (3), (4); при этом в формулы подставляются температура и давление, при которых производилось измерение объема.

Более точно определить плотность можно в лабораторных условиях. Для этого используют ареометры или лабораторные плотномеры. В этом случае на измерения оказывает влияние только изменение температуры, и плотность можно определить как

,                                                 (5)

где    К – поправка на расширение стекла ареометра

К= 1 - 0,000025 (t - t_град)                                  (6)

где    t_град -температура, на которую отградуирован ареометр, °С.

         В случае использования лабораторного плотномера К=1.

В случае приведения результатов измерения плотности на потоке к условиям измерения объема массу продукта , кг можно вычислять по формуле:

                                      (7)

где α_t - коэффициент объемного расширения продукта при температуре измерения плотности;

Р_v, Р_ρ – давление продукта в счетчике и плотномере соответственно, МПа;

Т_v, Т_ρ - температура продукта в счетчике и плотномере соответственно, °С;

_t - коэффициент сжимаемости продукта при температуре измерения плотности;

         Аналогично, когда плотность измеряется ареометром массу нефти можно определить из выражения

                         (8)

         2. Косвенный метод статических измерений

Массу продукта , кг, при измерениях объема продукта в мерах вместимости и мерах полной вместимости и плотности продукта с помощью преобразователя плотности или в лаборатории в объединенной или точечной пробе и последующем приведении результатов измерений объема и плотности продукта к стандартному условию по температуре вычисляют по формуле:

                                                 (9)

где - плотность и объем продукта, приведенные к стандартному условию по температуре t = 15 °С.

Плотность продукта, приведенную к температуре 15 °С, вычисляют по формуле (5*):

,                                                 (5*)

заменяя индексы «д» на «с».

Объем продукта, приведенный к температуре 15 °С, , м³, вычисляют по формуле:

                    (10)

где V₂₀ - объем продукта в мере вместимости на измеряемом уровне, определяемый по градуировочной таблице, составленной при температуре 20 °С, или в мере полной вместимости на уровне продукта, соответствующем указателю уровня

 - температурный коэффициент линейного расширения материала стенки меры вместимости, значение которого принимают равным 12,5·10^-6 1/ºС для стали и 10·10^-6 1/С для бетона;

- температурный коэффициент линейного расширения материала средства измерений уровня продукта (например измерительной рулетки с грузом, метроштока, уровнемера поплавкового типа и др.). Его значения принимают равными:

для нержавеющей стали - 12,5·10^-6 1/ºС;

для алюминия - 23·10^-6 1/ºС.

T_ст - температура стенки меры вместимости, принимаемая равной температуре продукта в мере вместимости , °C;

K_t - поправочный коэффициент, учитывающий влияние температуры на объем продукта, определенный для температуры продукта в мере вместимости или в мере полной вместимости, вычисляемый по формуле (3).

Массу продукта , кг, при приведении плотности продукта, измеренной в лаборатории, к условиям измерений объема продукта в мере вместимости или мере полной вместимости допускается вычислять по формуле:

            (11)

Формула (11) может быть применена при разности температур и T_ст не более 15 °С.

3. Гидростатический метод

Массу продукта , кг, при измерениях гидростатического давления столба продукта в мерах вместимости вычисляют по формуле:

                                            (12)

где P - гидростатическое давление столба продукта, Па;

S_ср - средняя площадь поперечного сечения наполненной части меры вместимости, м²;

g - ускорение силы тяжести, м/с².

Среднюю площадь S_cp, м², вычисляют по формуле:

                                   (13)

где    T_ст - температура стенки меры вместимости, принимаемая равной температуре продукта в мере вместимости, °С;

Н – высота уровня, на которой измерялся объем, м.

Массу продукта m₀, кг, принятого в меру вместимости или отпущенного из нее, определяют как абсолютное значение разности масс продукта по формуле:

m₀=|m_i-m_i+1|                                                        (14)

где m_i, m_i+1 - массы продукта, вычисленные по формуле (9) или (11) в начале и конце операции соответственно.

Массу нетто товарной нефти m_н, кг, вычисляют по формуле:

m_н=m-m_б                                                                                    (15)

Бесплатная лекция: "6. Подходы на основе выделения различных школ" также доступна.

где m - масса брутто товарной нефти, измеренная одним из методов, кг;

m_б - масса балласта, кг, вычисляемая по формуле:

                                             (16)

где W_M.B - массовая доля воды в товарной нефти, %;

W_X.C - массовая доля хлористых солей в товарной нефти, %;

W_M.П - массовая доля механических примесей в товарной нефти, %.