Вторая Всероссийская конференция «Метрология и стандартизация нефтегазовой отрасли 2012» 3 – 5 октября 2012 г. Санкт-Петербург, ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» «Новые задачи метрологического обеспечения предприятий нефтегазовой отрасли» Бегак О.Ю. , Конопелько Л.А., Ткаченко И.Ю. Докладчик: Ткаченко Ирина Юрьевна ведущий инженер научно-исследовательского отдела государственных эталонов в области физико-химических измерений Всероссийского научно-исследовательского института метрологии им. Д.И. Менделеева 190005, Санкт-Петербург, Московский пр., 19 тел. 812-3275711 Долевое распределение первичных энергоресурсов в мировом энергопотреблении, 2009 год (данные British Petroleum statistical review of world energy 2010) гидроэнергия атомная энергия 7 % 5% нефть 35 % уголь 29 % газ 24 % Прогноз цен на нефть (левая шкала) и на газ (правая шкала) ДОБЫЧА ГАЗА В СССР И РФ И ПРОГНОЗ ДО 2020 1 – СССР (фактическая); 2 – РФ (фактическая); 3 – по “Энергетической стратегии” совершенствование МО систем измерения ПНГ внедрение единых методик измерений массы нефти и НП 2 совершенствование МО предприятий НГ отрасли в свете перспектив расширения номенклатуры УВ продукции 3 Актуальные задачи метрологического обеспечения предприятий нефтегазовой отрасли совершенствование МО геофизических исследований и георазведки для поиска новых углеводородных месторождений 1 совершенствование МО контроля качества углеводородной продукции, транспортируемой по нефтепроводам и газопроводам 4 8 разработка СО состава попутных нефтяных газов и УВ газов нефтепереработки 5 разработка метрологического обеспечения для широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ) разработка новых СО состава для контроля примесей азота, серы, металлов в нефти и НП, асфальтенов в нефти 7 6 1.Совершенствование метрологического обеспечения геофизических исследований и георазведки для поиска новых углеводородных месторождений на суше и на морском шельфе. Совершенствование комплекса методик градуировки и калибровки скважинной геофизической аппаратуры с оценкой показателей достоверности и качества калибровки для принятия обоснованного решения о необходимости ее переградуирования в случае изменения параметров ее функций преобразования во времени. Создание комплекса новых программно-управляемых установок для автоматизированной калибровки инклинометров, каверномеров, аппаратуры электрического каротажа, влагомеров нефти, резистивиметров и плотномеров жидкости, позволяющих повысить показатели точности этой аппаратуры. Реализация в рамках системы калибровки передачи единиц измеряемых параметров нефтегазовых пластов и скважин от государственных эталонов рабочей геофизической аппаратуре на основе передвижных метрологических лабораторий, с обеспечением гарантии прослеживаемости происхождения единиц измеряемых параметров. Разработка новых СО водонасыщенной, нефтенасыщенной и газонасыщенной пористости и плотности песчаных (кварцитовых), кальцитовых и доломитовых пластов горных пород повышенной точности. 2. Внедрение во всех нефтедобывающих компаниях единых методик измерений массы нефти и нефтепродуктов. ГОСТ Р 8.615-2005 ГСИ. Измерения количества извлекаемых из недр нефти и нефтяного газа. Общие метрологические и технические требования 3. Совершенствование метрологического обеспечения систем измерения попутного нефтяного газа (ПНГ). ГОСТ Р 8.615-2005 «Измерения количества извлекаемой из недр нефти и нефтяного газа» ГОСТ Р 8.647-2008 «Метрологическое обеспечение определения количества нефти и нефтяного газа, добытых на участке недр» 4. Совершенствование метрологического обеспечения предприятий нефтегазовой отрасли в свете перспектив расширения номенклатуры углеводородной продукции. Рис. 1 Концептуальная схема современного газо-химического комбината, реализующего крупнотоннажные процессы GTL, МТО, МТР и газохимии на основе метана 5. Разработка стандартных образцов состава попутных нефтяных газов и углеводородных газов нефтепереработки. Химический состав (об. %) ПГ различных месторождений СН4 С2Н6 С3Н8 С4Н10 С5Н12 С6 + высшие N2 + редкие СО2 Уренгойское 98,5 0,1 следы следы — — 1,1 0,21 Тазовское 99,0 0,15 0,03 0,005 0,002 — 0,50 0,37 Заполярное 98,5 0,2 0,05 0,012 следы — 0,70 0,50 Губкинское 98,5 0,12 0,015 следы следы — 1,2 0,10 Мессояхское 98,87 следы — — — — 0,45 0,68 Ныдинское 98,2 0,8 0,003 0,05 0,002 — 0,62 0,30 Месторождение Химический состав (об. %) ПНГ различных отечественных месторождений СН4 С2Н6 С3Н8 С4Н10 С5Н12 + высшие CО2 Н2S N2 + редкие Ромашкинское 40,0 19,5 18,0 7,5 4,9 0,1 — 10,0 Туймазинское 42,0 21,0 18,4 6,8 4,6 0,1 — 7,1 Кусимовское (Самарская область) 76,8 4,4 1,7 0,8 0,6 0,2 1,0 14,5 Сагайдагское (Украина) 96,19 0,75 0,20 — — 0,43 — 2,43 Прилукское (Украина) 32,34 14,6 21,83 12,23 5,88 0,92 — 12,2 Месторождение Типовой состав газов (масс. %), вырабатываемых НПЗ по различным технологиям Термический крекинг Компоненты мазута газа под давлением Коксование замедленное Каталитический крекинг Пиро лиз бензи бензиновы газовый на в кипящем й (жесткий) при слое (обычный) режим 750 °С режим Каталитический риформинг обычный режим Гидрокрекинг Гидроочист ка тяжелого дизельных жесткий газойля фракций режим Н2 + СО2 0,2 0,4 1,5 2,5 1,0 16,0 8,5 5,5 — — СН4 16,0 32,5 26,5 11,0 9,5 34,4 5,0 12,5 27,0 34,0 С2Н4 2,5 4,5 12,5 6,0 4,0 29,3 — — — — С2Н6 17,0 21,5 20,0 8,0 5,0 5,0 9,5 24,5 21,0 24,5 С3Н6 9,0 4,0 12,5 22,0 24,0 10,5 — — — — С3Н8 21,5 15,0 11,0 12,5 9,5 0,2 38,0 32,0 41,0 20,5 изо-С4Н8 4,5 2,2 5,0 6,0 10,5 1,3 — — — — н-С4Н8 9,8 4,4 5,0 14,0 15,0 1,2 — — — — изо-С4Н10 5,0 7,0 0,7 14,0 16,5 — 19,0 11,0 н-С4Н10 14,5 8,5 4,6 4,0 4,0 0,5 20,0 14,5 } 11,0 }21,0 С4Н6 — — 0,7 — 1,0 1,5 — — — — непредельных 25,8 15,1 35,7 48,0 53,5 43,8 — — — — Выход газа, масс. % на сырье 7 7 12 17 30 77 12 23 1,8 0,8 Сумма Требования к составу и диапазонам концентраций компонентов СО ПНГ Компонент СО Диапазон для ПНГ концентраций, об. % СН4 28,0 – 97 Требования к компонентам СО газов нефтепереработки Компонент СО для контроля газов нефтепереработки Диапазон концентраций, масс. % Н2 + СО2 0,2 - 16 СН4 5,0 - 35 С2Н4 2,5 - 30 С 2 Н6 0,5 – 21,0 С 3 Н8 0,2 – 22,0 С2Н6 5,0 - 25 С4Н10 0,1 – 13,0 С3Н6 4,0 - 25 С5Н12 0,6 – 6,0 С3Н8 0,1 - 42 N2 0,1 – 30,0 изо-С4Н8 1,0 - 11 СО2 0,1 – 5,0 н-С4Н8 1,0 - 15 Н2S 0,1 – 3,0 изо-С4Н10 0,5 – 20 н-С4Н10 0,5 – 20 С4Н6 0,5 – 2,0 6. Разработка новых стандартных образцов состава для контроля примесей азота, серы, металлов в нефти и нефтепродуктах, асфальтенов в нефти. - СО состава для контроля микропримеси связанного азота в нефти и нефтепродуктах в диапазоне от 0,1 ррm до 100 ррm - СО состава для контроля серы в диапазоне от 10 до 50 ррm - СО состава для контроля примесей металлов (V, Ni, Al, Zn, Co, Cu, Ca, Mg, Fe и др.) в диапазоне концентраций от 0,1 до 200 ррm СО состава для контроля следовых концентраций Pb в авиационных и автомобильных бензинах ( 10 – 400 ppb) - СО состава для контроля примесей асфальтенов в нефти 7. Разработка метрологического обеспечения для широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ). Таблица 2. Технические требования на ШФЛУ Оренбургского ГКМ по ТУ 51.765-77 с изменением №1 Таблица 1. Технические требования на ШФЛУ по ТУ 38.101524-93 № п/ п Показатель 1 Углеводородный состав, масс. %: ∑ углеводородов С1-С2, не более С3, не менее ∑ углеводородов С4-С5, не менее ∑ углеводородов С6+в 2 Содержание сероводорода и меркаптановой серы, масс. %, не более Норма по маркам А Б 3 15 45 15 5 40 30 0,003 Показатель Состав, масс. %, не более: сумма С1 и С2 сумма С3 сумма С5+в сероводород меркаптановая сера метанол вода Содержание взвешенной воды Отсутствует 4 Содержание щелочи Отсутствует 5 Внешний вид Бесцветная прозрачная жидкость Таблица 3. Технические требования на ШФЛУ Уренгойского завода по переработке ГК (согласно тех.регламент у УСК) Показатель Норма п/п 1 2 Примечание: содержание сероводорода не нормируется на установках по подготовке девонской нефти на промыслах 2 40 15 0,02 0,90 0,03 следы Примечание: содержание метанола в ШФЛУ определяется только у потребителя № 3 Норма Углеводородный состав,масс. %: ∑ углеводородов С1-С2, не более пропан, не менее ∑ углеводородов С4-С5, не менее ∑ углеводородов С6+в, не более Содержание сероводорода и меркаптановой серы, масс. %, не более В том числе сероводорода, не более 2,5 15 45 35 0,05 0,003 Примечание: взвешенная (эмульсионная ) вода и щелочь должны отсутствовать. Внешний вид ШФЛУ – бесцветная прозрачная жидкость. 8. Совершенствование метрологического обеспечения контроля качества углеводородной продукции, транспортируемой по нефтепроводам и газопроводам. Рис. 1 . Схема типового магистрального нефтепровода: 1 – узел предварительной подготовки нефти; 2 – узел коммерческого учета нефти; 3 – линейные насосные станции; 5 – сырьевой парк НПЗ; 6 – резервуарный парк; 10 – напорный трубопровод (дюкер); 12 – подводы к основной трубе из других районов нефтедобычи; 13 – параллельный трубопровод (лупинг); 14 – патрон для укладки трубопровода; 15 – отсечная задвижка. Спасибо за внимание.