"ГОСТ Р 57851.4-2017. Национальный стандарт Российской Федерации. Смесь газоконденсатная. Часть 4. Расчет компонентно-фракционного состава"
(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 31.10.2017 N 1552-ст)

1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природного газа и газовых технологий" (ООО "Газпром ВНИИГАЗ")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 52 "Природный и сжиженные газы"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 31 октября 2017 г. N 552-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Комплекс национальных стандартов под общим наименованием "Смесь газоконденсатная" состоит из следующих частей:

- Часть 1. Газ сепарации. Определение компонентного состава методом газовой хроматографии;

- Часть 2. Конденсат газовый нестабильный. Определение компонентно-фракционного состава методом газовой хроматографии с предварительным разгазированием пробы;

- Часть 3. Конденсат газовый нестабильный. Определение компонентно-фракционного состава методом газовой хроматографии без предварительного разгазирования пробы;

- Часть 4. Расчет компонентно-фракционного состава.

Комплекс стандартов устанавливает определение компонентно-фракционного состава газа сепарации и нестабильного газового конденсата методом газовой хроматографии с дальнейшим вычислением на основе полученных данных компонентно-фракционного состава газоконденсатной смеси.

ГОСТ Р 57851.1 устанавливает метод измерений молярной доли неуглеводородных компонентов (водорода, кислорода, гелия, азота, диоксида углерода), индивидуальных углеводородов C₁ - н-C₅, фракций углеводородов C₆ - C₁₀ (или фракции C_{6+высшие}), серосодержащих соединений (сероводорода, карбонилсульфида, дисульфида углерода, индивидуальных меркаптанов C₁ - C₄, сульфидов, производных тиофена), метанола в газе сепарации методом газовой хроматографии.

ГОСТ Р 57851.2 устанавливает метод измерений молярной и массовой долей неуглеводородных компонентов (азота, диоксида углерода), индивидуальных углеводородов C₁ - н-C₅, фракций углеводородов от C₆ до C₄₄ (или до C_{12+высшие}), серосодержащих соединений (сероводорода, карбонилсульфида, дисульфида углерода, индивидуальных меркаптанов C₁ - C₄, сульфидов, производных тиофена), метанола в пробе нестабильного газового конденсата методом газовой хроматографии с предварительным разгазированием пробы.

ГОСТ Р 57851.3 устанавливает метод измерений молярной и массовой долей неуглеводородных компонентов (азота, диоксида углерода), индивидуальных углеводородов C₁ - н-C₅, фракций углеводородов от C₆ до C₄₄ (или до C_{12+высшие}), серосодержащих соединений (сероводорода, карбонилсульфида, дисульфида углерода, индивидуальных меркаптанов C₁ - C₄, сульфидов, производных тиофена), метанола в пробе нестабильного газового конденсата прямым вводом пробы в хроматограф (без предварительного разгазирования).

ГОСТ Р 57851.4 устанавливает метод вычисления компонентно-фракционного состава газоконденсатной смеси на основе результатов экспериментального определения компонентно-фракционного состава газа сепарации и нестабильного газового конденсата.

1.1 Настоящий стандарт устанавливает метод расчета компонентно-фракционного состава газоконденсатной смеси на основе результатов экспериментального определения компонентно-фракционного состава газа сепарации и нестабильного газового конденсата.

1.2 Метод используют в аналитических (испытательных) лабораториях нефте- и газодобывающих, нефте- и газоперерабатывающих предприятий и организаций, осуществляющих расчет компонентно-фракционного состава добываемой газоконденсатной смеси по результатам газоконденсатных исследований скважин и исследований продуктов промысловой подготовки газа и газового конденсата, для научно-исследовательских целей, анализа показателей разработки месторождений, планирования и оптимизации процессов добычи, подготовки и переработки углеводородного сырья.

1.3 Метод не предназначен для использования в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений при операциях коммерческого учета и подсчета запасов природного газа и газового конденсата.

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 8.611-2013 Государственная система обеспечения единства измерений. Расход и количество газа. Методика (метод) измерений с помощью ультразвуковых преобразователей расхода

ГОСТ OIML R 111-1-2009 Государственная система обеспечения единства измерений. Гири классов точности E₁, E₂, F₁, F₂, M₁, M_1-2, M₂, M_2-3 и M₃. Часть 1. Метрологические и технические требования

ГОСТ 1770 (ИСО 1042-83, ИСО 4788-80) Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия

ГОСТ 2603 Реактивы. Ацетон. Технические условия

ГОСТ 5632 Стали высоколегированные и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки

ГОСТ 5962 Спирт этиловый ректификованный из пищевого сырья. Технические условия

ГОСТ 6709 Вода дистиллированная. Технические условия

ГОСТ 17310-2002 Газы. Пикнометрический метод определения плотности

ГОСТ 25336 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры

ГОСТ 28498 Термометры жидкостные стеклянные. Общие технические требования. Методы испытаний

ГОСТ 31369-2008 (ИСО 6976:1995) Газ природный. Вычисление теплоты сгорания, плотности, относительной плотности и числа Воббе на основе компонентного состава

ГОСТ Р 8.740-2011 Государственная система обеспечения единства измерений. Расход и количество газа. Методика измерений с помощью турбинных, ротационных и вихревых расходомеров и счетчиков

ГОСТ Р 8.785-2012 Государственная система обеспечения единства измерений. Масса газового конденсата, сжиженного углеводородного газа и широкой фракции легких углеводородов. Общие требования к методикам (методам) измерений

ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике

ГОСТ Р ИСО 7870-2 Статистические методы. Контрольные карты. Часть 2. Контрольные карты Шухарта

ГОСТ Р ИСО 21748 Статистические методы. Руководство по использованию оценок повторяемости, воспроизводимости и правильности при оценке неопределенности измерений

ГОСТ Р 53228-2008 Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и технические требования. Испытания

ГОСТ Р 54500.3-2011/Руководство ИСО/МЭК 98-3:2008 Неопределенность измерения. Часть 3. Руководство по выражению неопределенности измерения

ГОСТ Р 55609 Отбор проб газового конденсата, сжиженного углеводородного газа и широкой фракции легких углеводородов. Общие требования

ГОСТ Р 55878 Спирт этиловый технический гидролизный ректификованный. Технические условия

ГОСТ Р 57851.1-2017 Газоконденсатная смесь. Часть 1. Газ сепарации. Определение компонентного состава методом газовой хроматографии

ГОСТ Р 57851.2-2017 Газоконденсатная смесь. Часть 2. Конденсат газовый нестабильный. Определение компонентно-фракционного состава методом газовой хроматографии с предварительным разгазированием пробы

ГОСТ Р 57851.3-2017 Газоконденсатная смесь. Часть 3. Конденсат газовый нестабильный. Определение компонентно-фракционного состава методом газовой хроматографии без предварительного разгазирования пробы

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1

3.2

3.3

3.4 компонентно-фракционный состав (газа сепарации, нестабильного газового конденсата, газоконденсатной смеси): Состав (газа сепарации, нестабильного газового конденсата, газоконденсатной смеси), устанавливающий содержание индивидуальных компонентов (неуглеводородных компонентов, углеводородов C₁ - н-C₅, серосодержащих соединений, метанола) и фракций углеводородов, выраженный в единицах молярной или массовой доли.

4.1 В настоящем стандарте используют следующие обозначения:

U - абсолютная расширенная неопределенность измерений;

U^о - относительная расширенная неопределенность измерений;

u - абсолютная стандартная неопределенность измерений;

u^о - относительная стандартная неопределенность измерений;

x - молярная доля;

w - массовая доля;

M - молярная масса;

m - масса;

n - количество вещества;

V - объем;

- плотность;

P - давление

t - температура;

k - коэффициент;

f - функция (функциональная зависимость);

Y - результат вычисления.

4.2 В настоящем стандарте используют следующие сокращения:

ГКС - газоконденсатная смесь;

ГС - газ сепарации;

НГК - нестабильный газовый конденсат;

СИ - средства измерений.

5.1 Компонентно-фракционный состав газоконденсатной смеси рассчитывают на основании данных о количестве газа сепарации и нестабильного газового конденсата, полученных после сепарации газоконденсатной смеси, и данных об их компонентно-фракционных составах.

5.2 Результаты расчета компонентно-фракционного состава газоконденсатной смеси приводят в единицах молярной или массовой доли.

5.3 Неопределенность результатов расчета компонентно-фракционного состава газоконденсатной смеси определяют в соответствии с индивидуальными методиками, разработанными и аттестованными в установленном порядке, руководствуясь общим порядком оценивания неопределенности, приведенным в разделе 10.

6.1 Исходными данными для расчета компонентно-фракционного состава газоконденсатной смеси являются:

- компонентно-фракционный состав газа сепарации, представленный в единицах молярной (%) или массовой (%) доли индивидуальных компонентов или углеводородных фракций, ранжированных по числу атомов углерода или по температурам кипения, определенный по ГОСТ Р 57851.1;

- компонентно-фракционный состав нестабильного газового конденсата, представленный в единицах молярной (%) или массовой (%) доли индивидуальных компонентов и углеводородных фракций, ранжированных по числу атомов углерода или по температурам кипения, определенный по ГОСТ Р 57851.2 или ГОСТ Р 57851.3;

- молярная масса индивидуальных компонентов и фракций пробы газа сепарации, определяемая в соответствии с ГОСТ Р 57851.1;

- молярная масса индивидуальных компонентов и фракций пробы нестабильного газового конденсата, определяемая в соответствии с ГОСТ Р 57851.2, ГОСТ Р 57851.3.

Примечание - При наличии соответствующих аттестованных методик (методов) измерений допускается их применение для измерений молярных масс индивидуальных компонентов и фракций ГС и НГК, при этом при возникновении разногласий в качестве арбитражной методики (метода) измерений применяют аттестованные или референтные методики (методы) измерений, имеющие более высокие характеристики точности;

- объем газа сепарации V_ГС, полученного в процессе сепарации газоконденсатной смеси за расчетный период времени (м³);

- плотность газа сепарации при стандартных условиях [температура - 293,15 К (20,0 °C), давление - 101,325 кПа] (кг/м³);

- объем нестабильного газового конденсата V_НГК, полученного в процессе сепарации газоконденсатной смеси за расчетный период времени (м³);

- плотность нестабильного газового конденсата при термобарических условиях измерения объема (кг/м³).

Примечание - Если учет количества нестабильного газового конденсата на узле измерений проводится в единицах массы (кг), то в качестве исходных данных принимают массу нестабильного газового конденсата (m_НГК), полученного в процессе сепарации газоконденсатной смеси за расчетный период времени.

6.2 Объем газа сепарации, полученный за расчетный период, определяют по стандартизированным методикам измерений (ГОСТ Р 8.740, ГОСТ 8.611) или методикам (методам) измерений, разработанным и аттестованным в установленном порядке методом динамических измерений непосредственно в измерительной или пробоотборной линии при соответствующих условиях температуры и давления (далее - термобарические условия) с последующим приведением измеренного объема к стандартным условиям.

Примечание - Если абсолютное давление газа сепарации при условиях измерений отличается не более чем на 15% от стандартного давления, то при вычислении объема газа сепарации, приведенного к стандартным условиям, допускается его коэффициент сжимаемости принимать равным единице.

6.3 Плотность газа сепарации при стандартных условиях измеряют по методикам (методам) измерений, устанавливающим пикнометрический метод определения плотности (например, по ГОСТ 17310). Допускается применять расчетный метод по ГОСТ 31369 для определения плотности при стандартных условиях на основе компонентного состава в случае соответствия перечня компонентов газа сепарации перечню компонентов, приведенных в ГОСТ 31369-2008, таблица 1.

В случае возникновения разногласий по измеренному или рассчитанному значению плотности ГС при стандартных условиях арбитражным является метод, изложенный в ГОСТ 17310.

6.4 Массу НГК, полученного за расчетный период, определяют с использованием прямых методов динамических измерений (с использованием кориолисовых массомеров) или прямых статических измерений гравиметрическим методом (с применением весов, например по ГОСТ Р 53228).

Допускается определять массу НГК косвенными методами измерений или расчетным способом согласно 7.2 по результатам измерений объема и плотности НГК.

При измерениях массы НГК косвенными методами статических или динамических измерений применяют стандартизованные или разработанные в установленном порядке методики (методы) измерений.

Общие требования к методикам (методам) измерений массы НГК приведены в ГОСТ Р 8.785.

6.4.1 При применении расчетного способа определения массы НГК его объем, полученный за расчетный период, измеряют методом динамических измерений.

6.4.2 Плотность НГК при термобарических условиях измерений объема определяют с использованием потоковых или лабораторных плотномеров.

Примечания

1 Допускается определять плотность НГК при термобарических условиях измерений объема в соответствии с методикой, изложенной в приложении А, если термобарические условия измерений объема НГК соответствуют термобарическим условиям отбора проб НГК.

2 Допускается определять плотность НГК при термобарических условиях измерений объема другими, в том числе расчетными, методами при наличии установленных метрологических характеристик и соответствующей аттестации, проведенной в установленном порядке, реализованными в специализированных программных продуктах.

7.1 Массу газа сепарации m_ГС, кг, полученного за расчетный период, вычисляют по формуле

где V_ГС(СТ) - объем газа сепарации при стандартных условиях [температура - 293,15 К (20,0 °C), давление - 101,325 кПа] по 6.2, м³;

- плотность газа сепарации при стандартных условиях [температура - 293,15 К (20,0 °C), давление - 101,325 кПа] по 6.3, кг/м³.

Примечание - Применение ГОСТ 31369 для расчета плотности газа сепарации при стандартных условиях допускается в случае соответствия перечня компонентов газа сепарации перечню компонентов, приведенных в ГОСТ 31369-2008, таблица 1.

7.2 Массу нестабильного газового конденсата m_НГК, кг, полученного за расчетный период, вычисляют по формуле

где V_НГК - объем нестабильного газового конденсата при термобарических условиях измерений, м³;

- плотность нестабильного газового конденсата при термобарических условиях измерений объема по 6.4.2, кг/м³.

7.3 Массу газоконденсатной смеси m_ГКС, кг, полученной за расчетный период, вычисляют по формуле

8.1 Массу каждого i-го компонента, фракции, входящих в состав газа сепарации , кг, вычисляют по формуле

где - массовая доля i-го компонента, фракции газа сепарации, %;

100 - коэффициент для перевода долей в проценты;

m_ГС - масса газа сепарации, кг.

8.2 Массу каждого i-го компонента, фракции, входящих в состав нестабильного газового конденсата , кг, вычисляют по формуле

где - массовая доля i-го компонента, фракции нестабильного газового конденсата, %;

100 - коэффициент для перевода долей в проценты;

m_НГК - масса нестабильного газового конденсата, кг.

8.3 Массу каждого i-го компонента, фракции в газоконденсатной смеси , кг, вычисляют по формуле

где - масса каждого i-го компонента, фракции газа сепарации, кг;

- масса каждого i-го компонента, фракции нестабильного газового конденсата, кг.

8.4 Массовую долю i-го компонента и фракции в газоконденсатной смеси , %, вычисляют по формуле

где - масса каждого i-го компонента, фракции в газоконденсатной смеси, кг;

m_ГКС - масса газоконденсатной смеси, кг;

100 - коэффициент для перевода долей в проценты.

8.5 Пример расчета компонентно-фракционного состава газоконденсатной смеси в единицах массовой доли представлен в приложении Б.

9.1 Количество газа сепарации n^ГС, кмоль, полученного за расчетный период, вычисляют по формуле

где m_ГС - масса газа сепарации, кг;

M_ГС - молярная масса газа сепарации, г/моль (кг/кмоль), вычисляемая по формуле

где - молярная доля i-го компонента или фракции газа сепарации, %;

100 - коэффициент для перевода долей в проценты;

M_i - молярная масса i-го компонента или фракции газа сепарации, определяемая в соответствии с 6.1, г/моль (кг/кмоль).

9.2 Количество нестабильного газового конденсата n_НГК, кмоль, полученного за расчетный период, вычисляют по формуле

где m_НГК - масса нестабильного газового конденсата, кг;

M_НГК - молярная масса нестабильного газового конденсата, г/моль (кг/кмоль), вычисляемая по формуле

где - молярная доля i-го компонента или фракции нестабильного газового конденсата, %;

100 - коэффициент для перевода долей в проценты;

M_i - молярная масса i-го компонента или фракции нестабильного газового конденсата, определяемая в соответствии с 6.1, г/моль (кг/кмоль).

9.3 Количество каждого i-го компонента, фракции, входящих в состав газа сепарации , кмоль, вычисляют по формуле

где - молярная доля i-го компонента, фракции газа сепарации, %;

100 - коэффициент для перевода долей в проценты;

n_ГС - количество газа сепарации, кмоль.

9.4 Количество каждого i-го компонента и фракции, входящих в состав нестабильного газового конденсата , кмоль, вычисляют по формуле

где - молярная доля i-го компонента, фракции нестабильного газового конденсата, %;

100 - коэффициент для перевода долей в проценты;

n_НГК - количество нестабильного газового конденсата, кмоль.

9.5 Количество каждого i-го компонента, фракции в газоконденсатной смеси , кмоль, вычисляют по формуле

где - количество каждого i-го компонента, фракции в газе сепарации, кмоль;

- количество каждого i-го компонента, фракции в нестабильном газовом конденсате, кмоль.

9.6 Количество газоконденсатной смеси n^ГКС, кмоль, вычисляют по формуле

где n^ГС - количество газа сепарации, кмоль;

n^НГК - количество нестабильного газового конденсата, кмоль.

9.7 Молярную долю i-го компонента, фракции в газоконденсатной смеси , %, вычисляют по формуле

где - количество каждого i-го компонента, фракции в газоконденсатной смеси, кмоль;

n^ГКС - количество газоконденсатной смеси, кмоль;

100 - коэффициент для перевода долей в проценты.

9.8 Пример расчета компонентно-фракционного состава газоконденсатной смеси в единицах молярной доли представлен в приложении Б.

10.1 В качестве показателей точности определения (расчета) массовой и молярной долей компонентов и фракций ГКС в настоящем стандарте применяют расширенную неопределенность измерений (при коэффициенте охвата k = 2).

10.2 Рекомендации по оцениванию неопределенности массовой и молярной долей компонентов и фракций ГКС, изложенные в настоящем разделе, могут быть использованы аналитическими лабораториями в качестве примера оценки неопределенности измерений при использовании конкретных средств измерений расхода ГС и НГК и могут применяться при разработке и аттестации индивидуальных методик определения компонентно-фракционного состава ГКС.

10.3 При оценивании расширенной (при коэффициенте охвата k = 2) неопределенности определения массовой и молярной долей компонентов и фракций ГКС применяют правила и методы оценки согласно ГОСТ Р 54500.3 и руководству [1].

10.4 Исходными данными для оценивания суммарных неопределенностей величин, определяемых (рассчитываемых) согласно разделам 8 и 9, являются неопределенности исходных (измеряемых или определяемых) величин, перечисленных в разделе 6.

10.5 Перечень составляющих неопределенности измерений исходных величин для оценивания суммарной стандартной неопределенности массовой или молярной доли компонентов и фракций ГКС, а также указания по их оцениванию приведены в таблице 1.

10.6 При использовании косвенных методов (методик) измерений исходных величин стандартную неопределенность измерений этих величин устанавливают на основании показателей точности, приведенных в документах, регламентирующих применяемые методики (методы) измерений.

10.7 При использовании прямых методов измерений характеристики погрешности измерений исходной величины принимают в соответствии с метрологическими характеристиками применяемых СИ, установленными при утверждении типа СИ или указанными в эксплуатационной документации (руководстве по эксплуатации, свидетельствах о поверке или протоколах калибровки применяемого СИ).

10.8 При расчете состава ГС и НГК, выражаемого в единицах массовой доли, по измеренному составу, выраженному в единицах молярной доли, относительную стандартную неопределенность определения массовой доли компонентов и фракций ГС и НГК допускается принимать равной относительной стандартной неопределенности измерений исходного значения молярной доли компонентов и фракций в ГС и НГК.

10.9 Формулы для расчета стандартной неопределенности измерений

В зависимости от метода измерений, а также сведений о характеристиках неопределенности или погрешности измерений, приведенных в документе (см. таблицу 1), применяемом для оценки неопределенности (далее - документ), стандартную неопределенность u(y) исходной величины y определяют по формулам:

- в случае если в документе указана расширенная неопределенность измерения исходной величины (при коэффициенте охвата k = 2),

- в случае если в документе указана граница суммарной погрешности измерения исходной величины (при доверительной вероятности P = 0,95), вычисляемая по правилу сложения границ неисключенной систематической погрешности (с применением коэффициента 1,1),

- в случае если в документе указан предел погрешности измерения исходной величины (доверительная вероятность P = 1),

- в случае если в документе указана оценка предела воспроизводимости R_В(y) и показателя правильности измеряемой величины,

Примечания

1 Формулы (17) - (20) применяют при отсутствии в документе, используемом для оценки стандартной неопределенности исходной величины, других (более подробных) сведений о характеристиках исходной неопределенности или погрешности (например, таких как число степеней свободы, тип составляющих исходной неопределенности или погрешности измерений).

2 Формулы (17) - (20) справедливы как для оценки абсолютной стандартной неопределенности, так и для относительной стандартной неопределенности измерений u'(y), если только в качестве исходных значений для ее расчета выбраны когерентные (соответствующие - абсолютные или относительные) характеристики неопределенности или погрешности измерений.

3 Пересчет относительных значений неопределенности или погрешности в абсолютные значения или наоборот (абсолютных значений в относительные) выполняют соответственно по формулам:

где x(y) - характеристика абсолютной неопределенности или погрешности результата измерений величины y, выраженная в единицах этой величины y;

x^о(y) - характеристика относительной неопределенности или погрешности результата измерений величины y, выраженная в процентах относительно величины y.

10.10 Суммарную стандартную неопределенность (абсолютную или относительную) результата вычисления величины Y по известной функциональной зависимости Y = f(y₁, y₂, ..., y_N) от N независимых исходных величин y_i, обусловленную неопределенностью (абсолютной или относительной) измерений этих величин , в общем случае оценивают по формуле

где v_i - коэффициенты влияния исходной i-й величины на результат вычисления Y.

10.11 Коэффициенты влияния вычисляют по следующим формулам:

- если оцениваемая неопределенность и неопределенности исходных величин, подставляемых в формулу (23), являются абсолютными,

- если оцениваемая неопределенность и неопределенности исходных величин являются относительными,

где - частная производная функции f по y_i.

10.12 Допускается вычислять значение частной производной по формуле

При этом значение приращения аргумента выбирают, как правило, не более абсолютной неопределенности u(y_i).

10.13 Абсолютную расширенную (при k = 2) неопределенность массовой доли , %, компонентов и фракций ГКС оценивают по формуле

10.14 Абсолютную расширенную (при k = 2) неопределенность молярной доли , %, компонентов и фракций ГКС оценивают по формуле

где .

10.15 Абсолютные стандартные неопределенности вычисления молярной массы ГС и молярной массы НГК, u(M_ГС) и u(M_НГК), %, обусловленные неопределенностью измерений молярной доли компонентов и фракций ГС и НГК, определяют соответственно по формулам

10.16 Относительную расширенную (при коэффициенте охвата k = 2) неопределенность измерений массовой доли , %, компонентов и фракций ГКС вычисляют по формуле

10.17 Относительную расширенную (при коэффициенте охвата k = 2) неопределенность измерений молярной доли , %, компонентов и фракций ГКС вычисляют по формуле

10.18 Пример оценки неопределенности молярной и массовой долей компонентов и фракций газоконденсатной смеси представлен в приложении В.

11.1 Результат расчета молярной доли компонентов и фракций в газоконденсатной смеси записывают в виде

где x_i - молярная доля i-го компонента или фракции в газоконденсатной смеси, %;

U(x_i) - абсолютная расширенная неопределенность значения молярной доли i-го компонента или фракции в газоконденсатной смеси при коэффициенте охвата k = 2, рассчитанная по разделу 10.

11.2 Результат расчета массовой доли компонентов и фракций в газоконденсатной смеси записывают в виде

где w_i - массовая доля i-го компонента или фракции в газоконденсатной смеси, %;

U(w_i) - абсолютная расширенная неопределенность значения массовой доли i-го компонента или фракции при коэффициенте охвата k = 2, рассчитанная согласно разделу 10.

11.3 Результат определения молярной или массовой доли компонентов и фракций газоконденсатной смеси округляют в соответствии с числовым разрядом значащей цифры расширенной неопределенности.

Округление проводят следующим образом.

Сначала проводят округление вычисленного значения абсолютной расширенной неопределенности U(x_i) или U(w_i), при этом сохраняют:

- две цифры, если первая значащая цифра равна 1 или 2;

- одну цифру, если первая значащая цифра равна 3 и более.

Затем проводят округление результата. Результат определения должен оканчиваться цифрой того же разряда, что и значение его абсолютной неопределенности U(x_i) или U(w_i).

11.4 Полученные результаты оформляют по форме, принятой в организации.

11.5 При выполнении расчетов для научно-исследовательских целей, планирования и проектирования результаты расчетов компонентно-фракционного состава газоконденсатной смеси используют без округления или округляют в соответствии с требованиями используемых расчетных алгоритмов.

А.1 Метод измерения

А.1.1 Сущность метода определения плотности НГК при термобарических условиях отбора (далее - плотности) заключается в определении массы пробы НГК, отобранной в пробоотборник при термобарических условиях отбора из конденсатопровода, и последующем расчете плотности НГК с учетом известного внутреннего объема (водного числа) данного пробоотборника.

А.1.2 Метод определения плотности НГК, изложенный в настоящем стандарте, распространяется на НГК с плотностью при рабочих условиях в диапазоне от 400,0 до 900,0 кг/м³, температурой от минус 10,0 до плюс 50,0 °C, абсолютным давлением от 0,1 до 10,0 МПа.

А.2 Средства измерения (СИ), оборудование и реактивы

Для выполнения измерений по определению плотности НГК используют следующие СИ, оборудование и реактивы:

- весы по ГОСТ Р 53228 с ценой деления не более 0,01 г, с наименьшим пределом взвешивания не более 1,00 г и пределом абсолютной допускаемой погрешности не более +/- 0,05 г;

- гири по ГОСТ OIML R 111-1;

- СИ температуры, обеспечивающие измерение в диапазоне от минус 10,0 до плюс 50,0 °C, с допускаемой погрешностью не более +/- 0,3 °C.

- СИ давления, обеспечивающие измерение до 10,0 МПа, класса точности не ниже 0,25.

- мерный цилиндр по ГОСТ 1770 вместимостью 100 (50) см³ с ценой деления 1,0 (0,5) см³;

- мерный цилиндр по ГОСТ 1770 вместимостью 1 дм³ с ценой деления 10 см³;

- пробоотборники, изготовленные из стали 12Х18Н10Т по ГОСТ 5632 или аналогичной по свойствам и рассчитанные на рабочее давление в конденсатопроводе с учетом возможного нагрева при транспортировании и хранении, которое указывается на корпусе пробоотборника, но не менее 15,0 МПа;

- склянку с тубусом (бутыль Вульфа) по ГОСТ 25336;

- петролейный эфир 40 - 70 или другую смесь жидких углеводородов (или индивидуальный углеводород), выкипающую в пределах от 40 до 70 °C;

- спирт этиловый технический по ГОСТ Р 55878 или ГОСТ 5962;

- ацетон по ГОСТ 2603;

- воду дистиллированную по ГОСТ 6709;

- н-гексан квалификации с содержанием основного вещества не менее 99,8% масс., например "ос.ч.", "для ВЭЖХ", "эталонный".

Примечание - Допускается применять другие средства измерения, оборудование и реактивы с характеристиками, не уступающими требованиям настоящего подраздела.

А.3 Требования безопасности, охраны окружающей среды

А.3.1 При проведении работ с нестабильным газовым конденсатом должны выполняться требования безопасности и охраны окружающей среды, изложенные в ГОСТ Р 57851.2.

А.4 Требования к квалификации операторов

А.4.1 Измерения и обработку результатов выполняют специалисты с высшим техническим или среднеспециальным образованием, опытом работы с нестабильным газовым конденсатом, находящимся в баллонах под давлением, прошедшие инструктаж и проверку знаний по охране труда, инструктаж по безопасности и проверку знаний производственных инструкций по профессии, владеющих техникой лабораторных работ, включенных в настоящий стандарт, и процедурами обработки результатов, изучившие руководство по эксплуатации применяемого оборудования и настоящий стандарт.

А.5 Требования к условиям измерений

А.5.1 При выполнении измерений соблюдают следующие условия:

- температура окружающей среды, атмосферное давление, механические воздействия, внешние электрические и магнитные поля, влияющие на работу применяемых средств измерений, не должны превышать допустимых пределов, указанных в руководстве по эксплуатации средств измерений;

- содержание агрессивных газов и паров, уровни электромагнитного излучения не должны превышать санитарных норм.

А.5.2 Средства измерений должны быть внесены в Федеральный реестр средств измерений.

А.5.3 Диапазоны измерений применяемых средств измерений должны соответствовать диапазонам изменений контролируемых параметров.

А.5.4 Средства измерений применяют в соответствии с требованиями руководства по эксплуатации и безопасности их применения.

А.5.5 Средства измерений должны быть поверены и иметь действующие свидетельства о поверке и/или клейма.

А.5.6 Необходимо применять реактивы с действующим сроком годности, с соответствующей сопроводительной документацией (паспортами).

А.6 Подготовка к проведению измерений

А.6.1 Определение водного числа пробоотборника

Пробоотборник последовательно промывают петролейным эфиром и ацетоном, высушивают продувкой чистым (не содержащим капель и паров масла, механических примесей) воздухом. Для очистки от следов рассола пробоотборник последовательно промывают дистиллированной водой и ацетоном и высушивают продувкой чистым воздухом. Высушенный пробоотборник взвешивают.

Примечание - Для всех операций взвешивания пробоотборника, как пустого, так и заполненного, расхождение между двумя последовательными взвешиваниями не должно превышать 0,05 г, в противном случае продолжают высушивание пробоотборника или выявляют другие причины расхождения.

Затем пробоотборник устанавливают на штативе строго вертикально и через нижний вентиль заполняют свежепрокипяченной и охлажденной до температуры окружающей среды дистиллированной водой, используя бутыли Вульфа, как показано на рисунке А.1.

Для полного смачивания стенок пробоотборника и удаления пузырьков воздуха через него пропускают 3 - 5-кратный объем дистиллированной воды. Объем пропущенной воды определяют мерным цилиндром. После этого закрывают сначала нижний, затем верхний вентили. Протирают внешнюю поверхность пробоотборника льняной тканью, смоченной спиртом, высушивают продувкой чистым воздухом и взвешивают. Записывают комнатную температуру, округляя ее до значения, кратного 0,2 °C. Водное число пробоотборника V, дм³, вычисляют по формуле

где 1000 - коэффициент для перевода м³ в дм³;

m_ПВ - масса пробоотборника с дистиллированной водой, кг;

m_П+В - масса пробоотборника с воздухом, кг;

- плотность дистиллированной воды в зависимости от комнатной температуры, определяемая по таблице А.1, кг/м³;

1,20445 - плотность сухого воздуха стандартного состава при стандартных условиях, кг/м³;

K - коэффициент для приведения плотности сухого воздуха при стандартных условиях к фактическим условиям в лаборатории (t, P_б), вычисляемый по формуле

где 293,15 - стандартная температура, К;

P_б - барометрическое давление, кПа;

273,15 - поправка для перевода температуры из градусов по шкале Цельсия в градусы по шкале Кельвина, К;

t - температура воздуха, измеренная возле весов, при взвешивании пустого пробоотборника, °C;

101,325 - стандартное давление, кПа.

За результат определения водного числа пробоотборника принимают среднеарифметическое значение результатов двух измерений, если выполняется условие приемлемости

где V₁, V₂ - результаты двух измерений водного числа пробоотборника, дм³;

100 - коэффициент для перевода долей в проценты.

Если условие по А.3 не выполняется, то выясняют причины неудовлетворительного результата, устраняют их и повторяют определение.

Результат определения водного числа пробоотборника регистрируют в кубических дециметрах с разрядностью до пятого десятичного знака.

Водное число пробоотборника определяют после его изготовления, ремонта, изменения конструкции или замены пробоотборника или оборудования и в период эксплуатации не реже одного раза в квартал.

А.7 Отбор проб

А.7.1 Отбор проб нестабильного газового конденсата проводят по ГОСТ Р 55609 с учетом требований настоящего раздела.

А.7.2 Отбор проб нестабильного газового конденсата для определения плотности НГК при термобарических условиях отбора проводят в пробоотборники, соответствующие требованиям А.2.

А.7.3 Перед отбором пробы НГК следует убедиться, что в точке отбора выполняется условие однофазности потока НГК, выражаемое соотношением

где P - абсолютное давление НГК в рассматриваемой точке потока, МПа;

P_н - давление насыщения НГК на данном узле учета, полученное в результате измерения или расчета, МПа;

- абсолютная погрешность определения величины P_н, МПа.

А.7.4 Собирают систему пробоотбора по схеме, приведенной на рисунке А.2. Расстояние между выходным штуцером пробоотборника и карманом для термометра 8 должно быть по возможности минимальным. Необходимо обеспечить максимальную возможную близость температуры НГК в пробоотборнике к его температуре в конденсатопроводе. При необходимости пробоотборные линии и пробоотборник термоизолируют.

А.7.5 Перед началом отбора проб вентили 3, 5, 7 и 11 должны быть закрыты. Последовательно открывают вентили 3, 5, 7. После выравнивания давления в системе пробоотбора с давлением в конденсатопроводе закрывают вентиль 3. Пробоотборную систему проверяют на герметичность обмыливанием или путем измерения значения относительного падения давления, которая за 10 мин. не должна превышать 1% от начального давления. При наличии утечек стравливают давление из системы вентилем 11, находят и устраняют течи и повторяют последовательность действий по А.7.4 - А.7.5.

А.7.6 Открывают вентиль 3, дожидаются прекращения изменения давления в системе, после чего приоткрывают вентиль 11, при этом давление в пробоотборной системе не должно быть ниже давления в конденсатопроводе более чем на 0,05 МПа, в противном случае понижают расход конденсата через систему, закручивая вентиль 11. Через пробоотборник пропускают 3 - 5-кратный объем НГК, для чего измеряют объем накапливающейся в емкости 13 жидкости. Если после пропускания 3 - 5 объемов НГК через пробоотборник температура в системе пробоотбора отличается от температуры в трубопроводе более чем на 0,5 °C, то пропускают НГК дальше, до необходимого снижения разницы температур. После окончания пропускания НГК через систему перекрывают вентиль 11, через 1 мин. последовательно закрывают вентили 7, 5 и 3, отсоединяют пробоотборник.

А.7.7 Записывают температуру и давление в системе пробоотбора кратностью 0,2 °C и 0,025 МПа соответственно.

Примечание - При транспортировании и последующем хранении пробоотборника с отобранной пробой НГК следует избегать нагрева пробоотборника до температуры, превышающей температуру НГК в конденсатопроводе при отборе проб более чем на 10,0 °C во избежание утечек НГК через уплотнения пробоотборника или его разрыва от давления расширяющейся жидкости.

А.8 Проведение измерений

А.8.1 Плотность НГК , кг/м³, вычисляют по формуле

где 1000 - коэффициент для перевода дм³ в м³;

m_пр - масса пробы НГК, кг;

V - водное число пробоотборника по А.3, дм³.

А.8.1.1 Массу пробы НГК m_пр, кг, вычисляют по формуле

где m - масса пробоотборника с пробой НГК, кг;

m_по - масса пустого пробоотборника без воздуха, кг.

А.8.1.2 Массу пустого пробоотборника без воздуха m_по, кг, вычисляют по формуле

где m_п+в - масса пробоотборника с воздухом, кг;

0,00120445 - плотность сухого воздуха стандартного состава при стандартных условиях, кг/дм³;

V - водное число пробоотборника по А.3, дм³;

K - коэффициент для приведения плотности сухого воздуха при стандартных условиях к фактическим условиям в лаборатории по А.3.

Примечание - Если температура t_р в конденсатопроводе при отборе проб отличается от температуры t в лаборатории при определении водного числа пробоотборника более чем на 10,0 °C, в формуле (17) используют приведенное к рабочей температуре t_р водное число пробоотборника V_р, дм³, которое вычисляют по формуле

где V_t - водное число пробоотборника при температуре в лаборатории по А.3, дм³;

- температурный коэффициент линейного расширения материала пробоотборника для соответствующего диапазона температур, °C^-1. Например, для стали 12Х18Н10Т по данным таблиц ГСССД [5].

А.9 Обработка и оформление результатов измерений

А.9.1 За результат определения плотности НГК принимают среднеарифметическое значение результатов двух параллельных измерений, если выполняется условие приемлемости

где , - результаты параллельных измерений плотности НГК, кг/м³;

100 - коэффициент для перевода долей в проценты;

r - значение предела повторяемости (см. таблицу А.2), %.

А.9.2 Если условие по А.8 не выполняется, получают еще один результат в полном соответствии с методикой настоящего стандарта. За результат определения принимают среднеарифметическое значение результатов трех измерений, если выполняется условие

где , - максимальное и минимальное значения из полученных трех результатов параллельных измерений плотности НГК, кг/м³;

100 - коэффициент для перевода долей в проценты;

, , - результаты параллельных измерений плотности НГК, кг/м³;

CR_0,95 - значение критического диапазона для уровня вероятности P = 0,95 и n - результатов измерений, которое вычисляют по формуле

где f(n) - коэффициент критического диапазона для n - результатов измерений;

- показатель повторяемости (см. таблицу А.1), %.

Для количества измерений n = 3 коэффициент критического диапазона f(n) = 3,3.

Если условие по А.11 не выполняется, выясняют причины превышения критического диапазона, устраняют их и повторяют выполнение измерений.

А.9.3 Результат определения плотности НГК в документах, предусматривающих его использование, представляют в виде

где - среднеарифметическое значение результатов n измерений, признанных приемлемыми по А.9.1 и А.9.2, кг/м³;

- границы относительной погрешности определения плотности НГК, % (см. таблицу А.2).

Результат вычисления плотности НГК с учетом погрешности всего метода определения записывают с разрядностью до одного десятичного знака.

Все прочие промежуточные величины, используемые для расчета основных показателей, если специально не указана разрядность их записи, записываются с разрядностью до пяти значащих цифр.

А.10 Метрологические характеристики

При соблюдении всех регламентированных условий и проведении анализа в точном соответствии с данной методикой значение погрешности (и ее составляющих) результатов измерений не превышает значений, приведенных в таблице А.2.

А.11 Контроль качества результатов измерений при реализации методики в лаборатории

А.11.1 Контроль качества результатов измерений в лаборатории при определении плотности НГК осуществляют по ГОСТ Р ИСО 5725-6, используя контроль стабильности среднеквадратического (стандартного) отклонения промежуточной прецизионности по ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 (пункт 6.2.3) и контроль погрешности. Проверку стабильности осуществляют с применением контрольных карт Шухарта по ГОСТ Р ИСО 7870-2.

А.11.2 Периодичность контроля стабильности результатов выполняемых измерений регламентируют в Руководстве по качеству лаборатории. Рекомендуется устанавливать контролируемый период таким образом, чтобы количество результатов контрольных измерений находилось в интервале от 20 до 30.

А.11.3 При неудовлетворительных результатах контроля, например при превышении предела действия или регулярном превышении предела предупреждения, выясняют причины этих отклонений, в том числе проводят смену используемых реактивов, проверяют качество работы исполнителя измерений.

А.12 Контроль погрешности измерений

А.12.1 Контроль погрешности измерений плотности НГК осуществляют путем определения плотности нормального гексана (далее - гексана) по А.8.

А.12.2 Пробоотборник заполняют гексаном таким же образом, как и водой при определении водного числа, затем протирают льняной тканью, смоченной спиртом, высушивают чистым воздухом и взвешивают, записывают фактическую температуру в лаборатории кратностью 0,2 °C. Значение плотности гексана , кг/м³, вычисляют по формуле

где 1000 - коэффициент для перевода дм³ в м³;

m_пгек - масса пробоотборника с гексаном, кг;

m_по - масса пустого пробоотборника без воздуха, кг;

V - водное число пробоотборника по А.3, дм³.

А.12.3 За результат определения принимают среднеарифметическое значение результатов двух параллельных измерений плотности гексана, если выполняется условие приемлемости

где , - результаты параллельных измерений плотности гексана, кг/м³;

100 - коэффициент для перевода долей в проценты.

Если условие по А.14 не выполняется, то выясняют причины неудовлетворительного результата, устраняют их и повторяют определение плотности гексана.

Погрешность измерений определяют относительной разностью результата измерений плотности гексана и значения плотности гексана при данной температуре по таблице А.3.

Разность между полученным и табличным значениями плотности гексана не должна превышать +/- 0,9% табличного значения плотности гексана (см. таблицу А.3).

Контроль погрешности проводят в случае ремонта, изменения технических характеристик, конструкции, замены отдельных частей или всего оборудования, используемого для определения плотности НГК, но не реже одного раза в квартал.

Б.1 Исходные данные:

- объем газа сепарации V_ГС(СТ) (при стандартных условиях), полученного в процессе сепарации газоконденсатной смеси за расчетный период времени, - 9773 м³;

- объем нестабильного газового конденсата V_НГК, полученного в процессе сепарации газоконденсатной смеси за расчетный период времени, - 4,395 м³;

- плотность газа сепарации при стандартных условиях - 0,698 кг/м³;

- плотность нестабильного газового конденсата при термобарических условиях измерения объема - 723,5 кг/м³;

- компонентно-фракционный состав газа сепарации и нестабильного газового конденсата, ранжированных по числу атомов углерода или по температурам кипения, приведены в таблицах Б.1 и Б.2.

Б.2 Расчет массы газа сепарации, нестабильного газового конденсата, газоконденсатной смеси

Б.2.1 Массу газа сепарации вычисляют по формуле

Б.2.2 Массу нестабильного газового конденсата вычисляют по формуле

Б.2.3 Массу газоконденсатной смеси вычисляют по формуле

Б.3 Расчет компонентно-фракционного состава газоконденсатной смеси, ранжированный по температурам кипения фракций, в единицах массовой доли

Б.3.1 Массу каждого i-го компонента, фракции, входящих в состав газа сепарации и в состав нестабильного газового конденсата, вычисляют по формулам (4) и (5) настоящего стандарта.

Б.3.2 Массу каждого i-го компонента, фракции в газоконденсатной смеси вычисляют по формуле (6) настоящего стандарта.

Б.3.3 Массовую долю i-го компонента и фракции в газоконденсатной смеси вычисляют по формуле (7) настоящего стандарта.

Б.3.4 Результаты расчетов масс компонентов и фракций ГС, НГК, ГКС, массовых долей компонентов и фракций ГКС приведены в таблице Б.3.

Б.4 Расчет компонентно-фракционного состава газоконденсатной смеси, ранжированного по числу атомов углерода, в единицах массовой доли

Б.4.1 Массу каждого i-го компонента, группы, входящих в состав газа сепарации и в состав нестабильного газового конденсата, вычисляют по формулам (4), (5) настоящего стандарта.

Б.4.2 Массу каждого i-го компонента, группы в газоконденсатной смеси вычисляют по формуле (6) настоящего стандарта.

Б.4.3 Массовую долю i-го компонента и группы в газоконденсатной смеси вычисляют по формуле (7) настоящего стандарта.

Б.4.4 Результаты расчетов масс компонентов и групп ГС, НГК, ГКС, массовых долей компонентов и фракций ГКС приведены в таблице Б.4.

Б.5 Расчет компонентно-фракционного состава газоконденсатной смеси в единицах молярной доли

Б.5.1 Молярную массу газа сепарации вычисляют по формуле (9) настоящего стандарта

Б.5.2 Количество газа сепарации вычисляют по формуле (8) настоящего стандарта

Б.5.3 Молярную массу нестабильного газового конденсата вычисляют по формуле (11) настоящего стандарта.

Б.5.4 Количество нестабильного газового конденсата вычисляют по формуле (10) настоящего стандарта

Б.5.5 Количество каждого i-го компонента, фракции, входящих в состав газа сепарации и нестабильного газового конденсата, вычисляют по формулам (12), (13) настоящего стандарта.

Б.5.6 Количество каждого i-го компонента, фракции в газоконденсатной смеси вычисляют по формуле (14) настоящего стандарта.

Б.5.7 Количество газоконденсатной смеси вычисляют по формуле (15) настоящего стандарта

Б.5.8 Молярную долю i-го компонента, фракции в газоконденсатной смеси вычисляют по формуле (16) настоящего стандарта

Б.5.9 Результаты расчетов количества компонентов и фракций ГС, НГК, ГКС, молярных долей компонентов и фракций ГКС, ранжированных по температурам кипения, приведены в таблице Б.5.

Б.5.10 Результаты расчетов количества компонентов и фракций ГС, НГК, ГКС, молярных долей компонентов и фракций ГКС, ранжированных по числу атомов углерода, приведены в таблице Б.6.

Б.6 Результаты расчета компонентно-фракционного состава газоконденсатной смеси, ранжированного по температурам кипения фракций, в единицах молярной и массовой долей приведены в таблице Б.7.

Результаты расчета компонентно-фракционного состава газоконденсатной смеси, ранжированного по числу атомов углерода, в единицах молярной и массовой долей приведены в таблице Б.8.