天然气工业上游领域国际标准化发展设想.pdf

90 石油与天然气化工 CHEMI CAL ENGI NEE RI NG OF OI L 8 L GAS 2 O 1 5 分 析 计 量 与 标 准 化 天然气工业上游领域国际标准化发展设想 罗 勤 许文晓 常宏 岗 1 中国石 油西南油气田公 司天然气研究院 2 全国天然气标 准化技术委 员会秘 书处 3 国际标准化组织天然气上游领域 分技 术委 员会秘 书处 4 中国石油天然气集团公 司天然气质量控制和能量计量重点 实验室 摘 要 针 对上游领 域 天然 气含 水 含硫化 氢 两相 或 多相 的复 杂特 性 以及 标 准 化特 点 分析 了天 然气 工业上 游领域 国内外标 准化现 状 并 在现行 国家和行 业标 准基 础 上 根据 天 然气上 游领域 管理 增效 和开展 贸易需要 解决 的技 术 问题 提 出 了天 然气工 业上游领 域 国际标 准化发 展设 想 关 键词 天 然气上游领 域 国际标 准化发展 设 想 中图分类 号 TE 6 4 8 文 献标 志码 A D OI 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 7 3 4 2 6 2 0 1 5 0 5 0 1 9 De v e l o p m e n t pl a n o f i nt e r na t i o na l s t a nd a r d i z a t i o n f o r u p s t r e a m a r e a i n na t u r a l g a s i nd u s t r y Lu o Qi n Xu We n x i a o C h a n g Ho n g g a n g 1 Re s e a r c h I n s t i t u t e o f Na t u r a l Ga s T e c h n o l o g y Ch e n gd u 6 1 0 2 1 3 Ch i n a 2 S e c r e t a r i a t o f Ch i n a Nat ur al Gas St an dar di z at i o n Te c hn o l o gy Co r nrn i t t e e Che ngdu 61 0 21 3 Ch i na 3 Se c r e t ar i a t o f I S O TC 1 9 3 S C 3 Ch e n g d u 6 1 0 2 1 3 C h i n a 4 Ke y La b o r a t o r y o f Na t u r a l G a s Qu a l i t y a nd Ene r gy M e as u r e m e nt CNPC Che ngdu 61 0 21 3 Chi n a Ab s t r a c t Ac c o r di n g t o t he c o m p l e x f e a t u r e s o f u ps t r e a m n a t u r a l g a s whi c h i s t wo ph a s e or m ul t i ph a s e c on t a i n i ng wa t e r h yd r o ge n s u l f i d e t h i s pa pe r d e s c r i b e s t he c ur r e nt s i t ua t i o n f or up s t r e a m a r e a i n na t u r a l g a s s t a nd a r d i z a t i o n a t ho me a n d a br o a d I n t he l i g ht o f o ur s pe c i f i c s i t ua t i o n o n t he b a s i s of t h e e x i s t i ng n a t i on a l a n d i nd us t r i a l s t a n da r d s a nd t he t e c h ni c a l pr o b l e m s ne e de d t o be r e s ol v e d c o n s i d e r i n g i n t he i mpr o v e m e nt o f m a na g e me nt p r of i t s a nd t he d e v e l o p m e n t o f na t ur a l ga s t r a d e t he d e v e l op m e n t pl a n o f na t ur a l ga s up s t r e a m i nt e r na t i o na l s t a nd a r d i z a t i on i s p r o po s e d Ke y wo r d s na t u r a l ga s u ps t r e a m a r e a i nt e r n a t i o na l s t a nd a r di z a t i o n de ve l o pm e nt pl a n 1 天然气工业 上游领 域标 准化 特点 和发展 的 必要性 按照 国 际 标 准 化 组 织 天 然 气 技 术 委 员 会 I S O T C 1 9 3 定 义 天 然 气 工业 上 游领 域 标 准 化 特 指 从 井 口到长输管道之间天然气取样 分析测试 测量 分配 和水合物管理的相关技术标准化工作 上游领域的天然气一般具有含水 含硫化氢 两相 或多相 的复 杂特性 因此 在钻 井作 业 完 井作业 和增 产 作业 后 以及 集输 处 理 和 贸 易交 接 过 程 中 如何 保 证 现场 取样 的有效 性 和代 表 性 保 证 对 重要 组 分 快 速 和准确的测定 保证对处理过程的有效监控 保证上游 领域测 量 的有效性 和 准确 性 保 证 不 同所 有 权 的各 方 作者简介 罗勤 1 9 6 8 一 女 高级工程师 获得 中国石油大学 北京 博士学位 现任 中国石油西南 油气 田公 司天然 气研究 院副 总工程师 全 国天然气标 准化技术委员会委员兼秘书处常务秘 书 I S O T C 1 9 3对外投 票人和 I s 0 T c 1 9 3 s c 3秘书处秘 书助理 主 要从事天然气分析测试技术研究和标准化工作 E ma i l l u o q p e t r o c h i n a c o rn c n 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 第 4 4卷第 5期 罗勤 等天然气工业上 游领 域国际标准化发展设想 有 效实 施分 配计 量 保 证 上 游 领 域 处 理装 置简 化 和高 效 避免水合物是需要解决的关键技术 和研究 的核心 标 准 世界上多数油气田天然气资源 中均含有一定数量 的硫化氢 有机硫 水 凝 析烃 二氧化碳 和其他杂质 随着这些气藏资源的不断开发 对天然气上游领域取 样 分析测试 测量 分配和水合物管理技术 的标准化 需 求 日益 增 长 目前 跨 国石油公司与本地石油公 司联合勘探开 发天然气资源的合作模 式被广泛采用 特别是海上天 然气资源的勘探开发 在我 国 对常规和非常规天然 气资源的勘探开发 已越 来越 多地采用这种合作模式 由此 急需发展上游领域技术标准并 国际化 另外 现代化天然气处理工艺要求减少在上游领 域分离设备等相关地面设施的投 资和运行成本 凸显 发展新型天然气分析测试和测量技术并标准化的重要 性 同时亦要求研究和建 立天然气处理厂气体及溶 液 取 样 和测 定技 术标 准 以及 处理 过 程监 控标 准 2 天然气 工业上游领域标准化 国 内外现状 2 1国外现 状 2 0 0 8年 国际标准化组织天然气技术委员会天然 气上游领域分技术委员会 I s O TC 1 9 3 S C 3 发布 了 国际技术报告 I s O TR 2 6 7 6 2 6 天然气上游领域一 气体 和 冷凝 物 的分 配 在 国外 由海上 或岸 上 租让 区开 采 的烃 类气 体 和凝 液通 常 由共用 管 道输送 到 共用 的处 理设施 天然气 和凝液在共用 的处理设施 被加工处 理 使其满足销售指标的要求 在处理设施处销售 的 所有气体和凝液所 获得的收益应分 配给各 自的租让 区 并 最终 分 配 给单 个 气 藏 或 气 井 该 技 术 报 告 3 规 定 了一种生产测量和分配方法 按规定的硬件和程序 公平 合理地将气体和凝液分配回各个租让 区 气藏和 气 井 自 2 0 1 3年 I S 0 TC 1 9 3 S C 3提 出修订 I S 0 TR 2 6 7 6 2 使其提升成为国际标准 由美 国专家担任召集 人 新 的 国际标 准 将 包 含 以 下 内容 4 分 离 前 和 井 口前 的分 配 按 组 分 和 或 按 量 进 行 分 配 海 下 分 配方 法 陆 地 和海 上分 配 标 准核 心 内容 分配 系 统的监控方法 近红外光谱测定方法 的应用 湿天 然气流量计硬件 的选 型和操作指南 取样及气体分 析硬 件 的选 型和操 作 指 南 重 新 确 认 原有 技 术 报 告 的范围 定义和一些表单内容 目前 I S O TC 1 9 3 8 C 3 正 在 开 展 的标 准 制 修 订 项 目主要 有 5项 涉及 分 配测 量 湿 气测 量 湿 气取 样 在线测试 激光光谱法测定 H S含量 见表 1 表 I I S O T G 1 9 3 C 3正在 开展 的标 准制修订项 目 T a b l e 1 S t a n d a r d s u n d e r d e v e l o p me n t b y I S O T O 1 9 3 S 0 3 美 国在 天然 气上 游 领域 涉及 的技术 方 面在世 界 范 围 内具 有领 先性 曾经承 担过 I S O TC 1 9 3秘 书处 目 前正作为召集人牵头制定分配测量 国际标准 以及制 定 湿 气测 量和 湿气 取样 2项 国际技术 报告 美 国石 油 学会 石油 测量 委 员 会 AP I C OP M 制 定 了 AP I 石 油 测量 标准 手册 MP MS 第 2 O章 石 油和天 然气 的分 配 测量 和 AP I MP MS 2 O 6 生产 分 配方法 和技 术 等有 关上 游 领域 的相 关标 准文 件 在高含硫天然气取样方面 加拿大阿尔伯塔硫磺 研究 所 和岩 芯公 司研 究 开发 了针对 高含硫 天 然气 的取 样技术 如元素硫的取样技术 但未建立相应 的国际标 准 在 湿气 测 量和 湿气 取样技 术 方面 荷兰 壳牌公 司 美 国 C E S S I 泰国能源署等在气体和冷凝物分配测量 湿 气测 量 湿气 取样 技 术 开 发 方 面进 行 了大 量 的研 究 工作 正借助 T C 1 9 3平 台 将 其研究 成果 国际标 准 化 在 汞 烃含 量和 烃露 点 上 I S O T C 1 9 3和 AS T M 形成了一些标准和技术 报告 见表 2 但没有形成 颗 粒物及粒径分布 放射性元素 砷等测定技术标准或技 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 9 2 石 油 与天 然 气 化 工 CHE MI CAL E NGI NEERI NG OF OI L 8 L GAS 2 O 1 5 术报 告 表 2 I S O T O 1 9 3和 AS T M 制 定 的 汞 含 量 烃含量 烃露点测定标准 Ta bl e 2 St a n da r ds f o r d et e r mi n a t i o n of mer c ur y h y d r o c a r b o n c o n t e n t h y d r o c a r b o n d e w p o i n t p u b l is h e d b y I S O T C 1 9 3 a n d AS T M 标准编号 标准名称 A s T M 5 9 54 9 8 2 6 篓 气 中 汞 的 取 样 和 测 定 原 子 吸 收 光 A s T M D 6 3 50 98 cz 最 中 汞 进 行 I S O T R 1 1 1 5 0 2 0 0 7 1 SO 2 3 8 7 4 2 0 0 6 天然气一 汞含量的测定一 第 1部分 利用 碘化学吸附法取样 天然气一 汞含量的测定一 第 2部分 利用 金 铂合金铝汞齐法取样 天然气一 烃含量和烃露点 天然气一 烃露点计算的气相色谱要求 在硫磺产品 天然气处理厂气体及溶液分析方面 目前未查到相应的 I S O AP I AS TM 等标准 日本等 国对硫磺产品的测试指标较我 国多 并制定了相应 的 测 试技 术标 准 加 拿大 硫 磺研 究 所 形 成 了 同 时测 定 液 态硫磺中多硫化氢和硫化氢含量的技术 然而未形成 国际标 准 2 2国 内现 状 有 1 1 项 见表 4 正 在 开 展 用 扣 除 干 扰 影 响 的 冷 原 子 吸收 法测定 井 口天然 气 中汞含 量 正 压 法 音速 喷 嘴干 湿气气体流量测试方法研究 天然气湿气测量 配套技术与标准装置要求研究 3项标准研究项 目 表 4我国正在制修订的天然气 上游领域 国家 标 准 和 行 业 标 准 Table 4 St an d ar ds u n d er d ev elopmen t f or n at u r al ga s u ps t r ea m i n Ch i n a 标准名称 备注 圆形截面管道内湿天然气流量测量 一般原则 天然气汞含量的测定 第 1 部分 碘化学吸附取样法 天然气 氡浓度的测定 闪烁瓶取样法 天然气 砷含量的测定 高锰酸钾溶液吸收取样法 天然气处理厂脱硫脱碳及硫磺回收分析评价方法 第 1 部分 天然气处理厂气体及溶液分析方法 天然气处理厂脱硫脱碳及硫磺回收分析评价方法 第 2 部分 醇胺脱硫脱碳溶剂技术要求与分析评价方法 天然气处理厂脱硫脱碳及硫磺回收分析评价方法 第 3 部分 硫磺回收及尾气处理催化剂技术要求及分析 评价方法 天然气水含量的测定 激光吸收光谱法 醇胺脱硫溶液中热稳定盐阴离子组成分析 离子色谱 法 液体硫磺中硫化氢含量的分析方法 天然气处理厂产出硫磺中残留硫化氢的测定 第 1 部 分 化学法 国家标准 国家标准 国家标准 国家标准 国家标准 国家标准 国家标 准 行业标准 行业标 准 行业标准 行业标 准 我国已建立涉及天然气上游领域取样 分析测试 3 天然气上游领域国际 国 内标 准化 组 织 多项国家和行业标准 见表 3 表 3我 国建立 的天然气上游领域 国家标准和行业标准 Table 3 Na t i o n al s t an d ar d s a n d i n du s t r y s t an d ar d s o f u ps t r ea m n at ur al ga s e s t a bl i s h ed i n Chi n a 标准编号 标准名称 G B T e 一 z 篓 第 部 分 GB T 2 7 8 9 3 2 0 1 1 G B T 2 7 8 9 5 2 0 1 1 S Y T 5 1 5 4 1 9 9 9 S Y T 5 5 4 3 2 0 0 9 S Y T 6 5 3 7 2 0 0 2 S Y T 7 5 0 7 1 9 9 7 2 0 0 8 天然气 含硫化合物的测定 第 1 1 部分 用着色长度检测管法测定硫化氢含量 天然气 含硫化合物的测定 第 1 2 部分 用激光吸收光谱法测定硫化氢含量 天然气中颗粒物含量的测定 称量法 天然气烃露点的测定 冷却镜面目测法 油气藏流体取样方法 凝析气藏流体物性分析方法 天然气净化厂气体及溶液分析方法 天然气中水含量的测定 电解法 我 国 目前 由全 国天 然 气标 准 化 技 术 委员 会 组 织 3 1 I S O TC 1 9 3 S C 3 I S O T C 1 9 3 s o 3成 立 于 1 9 9 9年 I S O T C 1 9 3 把 天然气 工业 的标准 化工作 由下 游领 域 向上游领 域 的 发展 作 为面 向 2 1 世 纪 的重点任 务 I S O T C 1 9 3 S C 3主 要 负 责 天 然 气 上 游 领 域 有 关分配 湿气测量 湿气取样 在线气相色谱 硫化氢测 定和水合物管理的标准化工作 同时 将天然气液 化 等 的气 质控 制 取 样 分 析测试 和测 量 的标准化 纳 入 上游 领域 工作 范 围 I S O T C 1 9 3 S C 3秘 书处 先后 设 在 挪 威 和美 国 目前 设 在 中国国家 标 准 化管 理 委 员会 S AC 由中 国 石油天然气集 团公司 C NP c 负责 有投票成员 P成 员 1 3个 观察成员 O成员 1 2个 现任主席为中国 石油西南油气 田公 司天然气研究院的黄黎明 任期至 2 0 1 6年 副 主 席 为 美 国 E NAB L E 中游 合 作 公 司 的 正 在制 修订 的天然 气上 游领 域 国家标准 和行业 标 准共P h i l i p L a w r e n c e 秘 书为 中 国石 油西 南油气 田公 司天 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 第 4 4卷第 5 期 罗 勤 等 天然气工业上游领域 国际标准 化发展设想 9 3 然气研究 院的常宏 岗 并设置秘 书助理 团队 目前 的工作进展 收集和研究相关 国内外技术标准资料 调 I S O T C 1 9 3 S C 3开 展 工 作 的 工 作 组 有 5个 见 表 5 分 别 从事 湿 气取 样 湿 气 测量 气体 和 冷凝 物分 配 在线 气 相色谱 硫化 氢测 定 国际标 准 的制修 订 表 5 I S O T O 1 9 3 S 0 3下 属 的工 作 组 T a b l e 5 Wo r k i n g g r o u p s o f I S O T C1 9 3 S C 3 3 2 S AC TC 2 4 4 WG 3 为解决上游 天然气 非常规天然气取样 分析测 试 测量技术标准缺失问题 对 口 I s 0 Tc 1 9 3 S C 3 全 国天 然气 标 准化 技术 委员 会 天然气 上 游领 域标 准技 术 工作 组 S AC TC 2 4 4 WG 3 成立 于 2 0 1 0年 1 1月 负责开展天然气从井 口到长输 管道之问的取样 分析 测试 和测 量 的 相关 标 准化 工 作 工 作任 务 是 跟 踪 I S O TC 1 9 3 s c 3 天然气上游领域 分委会各工作组 查 国内技术 的使用 和发 展情 况 以及相 关技 术标 准 的制 定情 况 分 析相 关 标准 的配 套性 围绕 天然 气上 游领 域 标准 化工 作提 出标 准 制 修 订 建议 审查 相关 标 准 草 案 和宣贯相关标准 至今 该工作组已组织开展了 1 4项 标准 前期 研究 项 目和 6项 标 准 制定 工 作 坚持 积 极 推 进国际标准化 为提升我国上游领域技术进入 国际前 沿奠 定 了坚 实 的技术 基础 4 天然气 上游领域 国际标准化发展设想 随着中亚 中缅和 中俄等进 口天然气业务的高速 发展 需要 国际标准 技术法规和合格评定程序等解决 国际 天然 气 贸易 中出现 的 问题 针对 上游 领域 天然气 含水 含有毒有害物质 两相或多相的复杂特性 以及天 然气上游领域标准化特点 通过分析天然气上游领域 标准化国内外现状 结合我 国发展需求 提 出如下天然 气上游领域国际标准化发展设想 重点是研制创新标 准 突破上游领域 国际标准化 1 发 挥 我 国承 担 I S O T C I 9 3 S C 3秘 书 处 的 有利 时 机 积 极开 展上 游领 域技 术研 发 和推广 应用 将 我 国 国家标 准推 向 国际 推 进激 光 光谱法 测定 硫 化氢 紫外荧光法测定总硫 推进天然气质量流量测定 推进 表 6 国际标准和国际技术报告制修订规 划 Table 6 Dev el op me n t pl an f or i n t er n a t ion al s t a nd ar d s a n d i n t er na t i o n al t e c hn i c al r e po r t s 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 石油与天然气化工 9 4 CHEMI CAL ENGI NEERI NG OF OI L GAS 2 0 1 5 颗粒 物 汞 氡 测定方 法 等 7项 国际标 准和 3项 国际技 术报告制修订 见表 6 形成天然气上游领域技术 和 标准化实力 支撑 I S O T C 1 9 3 S C 3