[摘  要]原油流量積算是油田重要的計(jì)量工作之一。為了規(guī)范油田原油流量的積算方法，確保數(shù)據(jù)的公正、準(zhǔn)確、統(tǒng)一，同時(shí)提高工作效率，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的信息共享，開發(fā)了原油流量積算系統(tǒng)。該系統(tǒng)根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(CB／T1885—1998)的要求，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)原油化驗(yàn)和流量計(jì)讀數(shù)原始數(shù)據(jù)的處理，自動(dòng)進(jìn)行流量計(jì)流量計(jì)算、流量結(jié)算、圖表顯示、報(bào)表打印和相關(guān)的信息管理。 1  開發(fā)背景    原油計(jì)量和交接是油田生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。目前，原油計(jì)量雖然有統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB／T1885—1998)，但在將流量計(jì)的讀數(shù)流量換算成標(biāo)準(zhǔn)溫度、標(biāo)準(zhǔn)壓力下流量時(shí)，需查找《原油標(biāo)準(zhǔn)密度表》、《原油體積修正系數(shù)表》、《原油20cC密度到15℃密度換算表》等多張表，非常麻煩，且易出錯(cuò)，同時(shí)，有些計(jì)量站為計(jì)算方便，在查表計(jì)算時(shí)作一些簡(jiǎn)化。上述原因造成了同樣一組數(shù)據(jù)，不同的人、不同的單位可能算出不同的標(biāo)準(zhǔn)流量，給生產(chǎn)管理和原油交接帶來(lái)了很大的困難。因此，有必要開發(fā)一套軟件將有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)存人計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)換算過(guò)程自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化，減少人工的計(jì)算量，避免人為的計(jì)算誤差，保證一個(gè)原始數(shù)據(jù)只有一個(gè)換算結(jié)果。 2  系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)思路 2.1  系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境    (1)硬件環(huán)境：CPU的頻率>300MHz，內(nèi)存量>64M。    (2)操作系統(tǒng)：Win98／WinME／Win2000／NT／XP。    (3)軟件要求：系統(tǒng)需安裝Visual Basic6．0和Office2000，必須安裝Excel組件。 2.2  功能設(shè)計(jì)  根據(jù)油田原油流量積算的實(shí)際，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的功能 如下(見圖1)。 (1)流量計(jì)流量計(jì)算：根據(jù)流量計(jì)讀數(shù)、壓力、視密度、化驗(yàn)所得原油含水，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)密度、溫度體積系數(shù)、壓力修正系數(shù)、空氣修正系數(shù)的自動(dòng)查詢和計(jì)算，計(jì)算中小數(shù)點(diǎn)后最后一位的確定采用“四舍六人五單進(jìn)”的原則，計(jì)算純油量、扣水量。 (2)流量結(jié)算(班、日、月、年、自定義)：對(duì)一個(gè)班次、一天、一月、一年或者某一指定時(shí)間段的生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行累計(jì)、結(jié)算。

   (3)圖表顯示(日、月、年、自定義)：將日、月、年或某一定事件段內(nèi)的油產(chǎn)量、扣水量的變化情況以圖表的形式顯示出來(lái)，同時(shí)可將該圖表保存成位圖進(jìn)行編輯。    (4)報(bào)表打印(日?qǐng)?bào)表)：將每日的生產(chǎn)參數(shù)以報(bào)表的形式打印出來(lái)。    (5)信息管理(用戶、流量計(jì))：將管理者、流量計(jì)的有關(guān)信息存人計(jì)算機(jī)，以便管理、查詢。 2.3  系統(tǒng)管理設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的用戶分為兩大類： (1)系統(tǒng)管理員 (2)普通用戶 其中，只有系統(tǒng)管理員才能進(jìn)行系統(tǒng)信息管理，即用戶信息(包括用戶名稱、密碼、證號(hào)、用戶權(quán)限、所在部門)和流量計(jì)信息的管理(包括流量計(jì)名稱、自編號(hào)、出廠編號(hào)、初始讀數(shù)、準(zhǔn)確度、型號(hào)、檢定日期、檢定單位、有效期)。普通用戶只能進(jìn)行流量計(jì)算功能。 2.4  系統(tǒng)的計(jì)算過(guò)程設(shè)計(jì) 根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB／T1885—1998)所規(guī)定的計(jì)算步驟，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的計(jì)算流程如圖2所示。

3  系統(tǒng)開發(fā)的主要內(nèi)容和關(guān)鍵技術(shù) 3.1  數(shù)據(jù)壓縮、解壓縮算法的研究       《原油標(biāo)準(zhǔn)密度表》、  《原油體積修正系數(shù)表》、《原油20~C密度到15℃密度換算表》等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)涉及的參數(shù)范圍很寬，溫度從15.75℃到116.75℃，視密度從750.0kg／m3到1070.0kg／立方米，數(shù)據(jù)達(dá)50多萬(wàn)條。如果簡(jiǎn)單地進(jìn)行存儲(chǔ)，將占用近3M的空間，既浪費(fèi)了存儲(chǔ)空間，又大大降低了換算系數(shù)的查詢速度，影響軟件的使用。因此，必須進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮的算法研究，減少數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量，加快數(shù)據(jù)的查詢速度。 目前，數(shù)據(jù)壓縮已有許多算法，但主要是針對(duì)圖像壓縮、音頻壓縮，這些算法并不適用本項(xiàng)目中的參數(shù)壓縮。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)這些換算系數(shù)是逐漸變化的，具有一定的規(guī)律，根據(jù)這一特點(diǎn)，我們開發(fā)了Huffman算法，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量壓縮到84k，實(shí)現(xiàn)了查詢一條數(shù)據(jù)僅需10ms，解決了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大、查詢速度慢的問題。   3.2  動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的建立    根據(jù)Huffman算法，對(duì)《原油標(biāo)準(zhǔn)密度表》 《原油體積修正系數(shù)表》、《原油20℃密度到15℃密度換算表》等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)涉及的換算系數(shù)進(jìn)行編碼，然后輸入計(jì)算機(jī)。將壓縮的數(shù)據(jù)做成動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，當(dāng)計(jì)算需要這些系數(shù)時(shí)，通過(guò)函數(shù)調(diào)用即可。 3.3  查表中插值算法的優(yōu)選    在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，每一組數(shù)據(jù)之間的間隔是溫度相差0.05~(2、視密度相差1.0kg／立方米。而實(shí)際中所測(cè)的值一般不在網(wǎng)格點(diǎn)上，需要進(jìn)行插值。在現(xiàn)場(chǎng)，工人為了計(jì)算方便，往往在查表時(shí)就近找點(diǎn)，沒進(jìn)行插值運(yùn)算，給計(jì)量結(jié)果帶來(lái)了誤差。插值的方法很多，有樣條插值、線性插值等，為了便于同手工計(jì)算的結(jié)果對(duì)比，本系統(tǒng)選用雙線性插值。 3.4數(shù)據(jù)庫(kù)建立 選用ACCESS2000，將有關(guān)流量計(jì)、管理者的信息，以及溫度、視密度、含水、壓力等生產(chǎn)參數(shù)輸入數(shù)據(jù)庫(kù)。 該項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn)在于，與具體問題相結(jié)合開發(fā)了獨(dú)特?cái)?shù)據(jù)壓縮算法——SL算法，將插值算法、計(jì)算機(jī)技術(shù)與油田生產(chǎn)實(shí)際緊密地結(jié)合起來(lái)，將龐大的換算系數(shù)做成數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜的原油流量計(jì)算的電算化、標(biāo)準(zhǔn)化，大大地減輕了人工勞動(dòng)，減小了人工計(jì)算誤差。到目前為止，還未見到相似的軟件在國(guó)內(nèi)應(yīng)用，可以說(shuō)達(dá)到了國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。同時(shí)，由于目前國(guó)內(nèi)原油交接采用質(zhì)量計(jì)量為標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)際原油交接采用API度為標(biāo)準(zhǔn)，因此與國(guó)際相應(yīng)軟件無(wú)法比較。 4  系統(tǒng)的可靠性驗(yàn)證 該系統(tǒng)軟件的可靠性由兩部分組成，一部分是換算系數(shù)查詢的可靠性，另一部分是軟件自身的可靠性。前者是基礎(chǔ)，是關(guān)鍵，只有查表結(jié)果正確，才能保證后續(xù)汁算結(jié)果的正確。在動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)建成后，覆蓋各種可能的工況，隨機(jī)地構(gòu)造200組數(shù)據(jù)進(jìn)行換算系數(shù)查詢，并將查詢結(jié)果與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，查詢結(jié)果全部正確。說(shuō)明數(shù)據(jù)壓縮算法正確，所輸壓縮后的換算系數(shù)編碼無(wú)誤，動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)正確、可靠。 軟件自身的可靠性主要由現(xiàn)場(chǎng)使用來(lái)檢驗(yàn)。為了驗(yàn)證YJ—04型原油流量積算系統(tǒng)計(jì)算結(jié)果的可靠性，現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)抽取某原油外銷計(jì)量站1#流量計(jì)2003年11月中15天的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)算比對(duì)(班次數(shù)據(jù)共45組)，并對(duì)以班次(8h為一個(gè)班次)為計(jì)量時(shí)長(zhǎng)的計(jì)算結(jié)果和以天為計(jì)量時(shí)長(zhǎng)的計(jì)算結(jié)果分別進(jìn)行了對(duì)比分析。 4.1  數(shù)據(jù)驗(yàn)證 (1)以班次為計(jì)算時(shí)長(zhǎng)的計(jì)算結(jié)果 軟件計(jì)算結(jié)果與計(jì)量崗人工計(jì)算結(jié)果相比較只有七個(gè)點(diǎn)的差值較大，在重新查表核算中我們發(fā)現(xiàn)，這七個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)的七組原始數(shù)據(jù)中，第三、第四組數(shù)據(jù)為原油含水抄錯(cuò)，其余五組數(shù)據(jù)均為標(biāo)準(zhǔn)密度表查錯(cuò)所致。 誤差值分布在0附近，很集中，誤差值小于0.02％的數(shù)據(jù)點(diǎn)達(dá)86.7％。 從圖3中可以看出，重新核算后，誤差穩(wěn)定情況明顯比核算前好。

(2)以天為計(jì)量時(shí)長(zhǎng)的計(jì)算結(jié)果 對(duì)上述計(jì)算結(jié)果以天為計(jì)算時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析， 其中： 相對(duì)誤差二10000X(軟件計(jì)算結(jié)果—原油交接 口計(jì)算結(jié)果)／軟件計(jì)算結(jié)果核算后相對(duì)誤差：10000X(重新核算結(jié)果—原油交接口計(jì)算結(jié)果)／重新查表計(jì)算后的結(jié)果 從圖4可以看出，核算之前的最大相對(duì)誤差為0.1174％，核算之后的最大相對(duì)誤差為p0.184％。從以上分析可以看出，軟件計(jì)算結(jié)果與核算結(jié)果能夠很好地吻合。

4.2  誤差原因分析 盡管積算系統(tǒng)計(jì)算精度較高，但軟件計(jì)算結(jié)果與核算結(jié)果還有微小的差別，其原因主要為以下兩方面： (1)計(jì)算時(shí)長(zhǎng)不同：軟件采用一個(gè)班次算兩次， 即每4h的參數(shù)計(jì)算純油量，然后將此計(jì)算結(jié)果相加得到一個(gè)班次的純油量。而計(jì)量崗計(jì)算、核算均采用一個(gè)班次(8h)內(nèi)的平均參數(shù)計(jì)算純油量。 (2)人工計(jì)算過(guò)程中，每算一個(gè)中間值修約不一致，而積算系統(tǒng)采用統(tǒng)一的修約規(guī)則，因此兩者之間帶來(lái)微小誤差。 5  結(jié)論 (1)積算系統(tǒng)計(jì)算結(jié)果與重新核算后的結(jié)果誤差較小，累計(jì)誤差小于0.004％，達(dá)到交接計(jì)量技術(shù)要求。 (2)人工實(shí)際計(jì)算結(jié)果出錯(cuò)率高，較大誤差達(dá)16％。積算系統(tǒng)計(jì)算結(jié)果優(yōu)于人工實(shí)際計(jì)算結(jié)果。 (3)積算系統(tǒng)具有年月日和各班次累計(jì)計(jì)算結(jié)果，具有較好的數(shù)據(jù)分析和趨勢(shì)圖功能，便于查詢有關(guān)數(shù)據(jù)。  (4)該積算系統(tǒng)可用于原油交接站點(diǎn)原油產(chǎn)量計(jì)算，也可用于管理部門對(duì)計(jì)量站點(diǎn)的產(chǎn)量核查。具有操作簡(jiǎn)便、性能穩(wěn)定、功能齊全、數(shù)據(jù)可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。