[摘  要]原油流量積算是油田重要的計量工作之一。為了規范油田原油流量的積算方法，確保數據的公正、準確、統一，同時提高工作效率，實現數據的信息共享，開發了原油流量積算系統。該系統根據國家標準(CB／T1885—1998)的要求，通過計算機對原油化驗和流量計讀數原始數據的處理，自動進行流量計流量計算、流量結算、圖表顯示、報表打印和相關的信息管理。 1  開發背景    原油計量和交接是油田生產的重要環節。目前，原油計量雖然有統一的國家標準(GB／T1885—1998)，但在將流量計的讀數流量換算成標準溫度、標準壓力下流量時，需查找《原油標準密度表》、《原油體積修正系數表》、《原油20cC密度到15℃密度換算表》等多張表，非常麻煩，且易出錯，同時，有些計量站為計算方便，在查表計算時作一些簡化。上述原因造成了同樣一組數據，不同的人、不同的單位可能算出不同的標準流量，給生產管理和原油交接帶來了很大的困難。因此，有必要開發一套軟件將有關的國家標準存人計算機，實現換算過程自動化、標準化，減少人工的計算量，避免人為的計算誤差，保證一個原始數據只有一個換算結果。 2  系統的主要設計思路 2.1  系統運行環境    (1)硬件環境：CPU的頻率>300MHz，內存量>64M。    (2)操作系統：Win98／WinME／Win2000／NT／XP。    (3)軟件要求：系統需安裝Visual Basic6．0和Office2000，必須安裝Excel組件。 2.2  功能設計  根據油田原油流量積算的實際，設計系統的功能 如下(見圖1)。 (1)流量計流量計算：根據流量計讀數、壓力、視密度、化驗所得原油含水，實現標準密度、溫度體積系數、壓力修正系數、空氣修正系數的自動查詢和計算，計算中小數點后最后一位的確定采用“四舍六人五單進”的原則，計算純油量、扣水量。 (2)流量結算(班、日、月、年、自定義)：對一個班次、一天、一月、一年或者某一指定時間段的生產參數進行累計、結算。

   (3)圖表顯示(日、月、年、自定義)：將日、月、年或某一定事件段內的油產量、扣水量的變化情況以圖表的形式顯示出來，同時可將該圖表保存成位圖進行編輯。    (4)報表打印(日報表)：將每日的生產參數以報表的形式打印出來。    (5)信息管理(用戶、流量計)：將管理者、流量計的有關信息存人計算機，以便管理、查詢。 2.3  系統管理設計 系統的用戶分為兩大類： (1)系統管理員 (2)普通用戶 其中，只有系統管理員才能進行系統信息管理，即用戶信息(包括用戶名稱、密碼、證號、用戶權限、所在部門)和流量計信息的管理(包括流量計名稱、自編號、出廠編號、初始讀數、準確度、型號、檢定日期、檢定單位、有效期)。普通用戶只能進行流量計算功能。 2.4  系統的計算過程設計 根據國家標準(GB／T1885—1998)所規定的計算步驟，設計系統的計算流程如圖2所示。

3  系統開發的主要內容和關鍵技術 3.1  數據壓縮、解壓縮算法的研究       《原油標準密度表》、  《原油體積修正系數表》、《原油20~C密度到15℃密度換算表》等國家標準涉及的參數范圍很寬，溫度從15.75℃到116.75℃，視密度從750.0kg／m3到1070.0kg／立方米，數據達50多萬條。如果簡單地進行存儲，將占用近3M的空間，既浪費了存儲空間，又大大降低了換算系數的查詢速度，影響軟件的使用。因此，必須進行數據壓縮的算法研究，減少數據存儲量，加快數據的查詢速度。 目前，數據壓縮已有許多算法，但主要是針對圖像壓縮、音頻壓縮，這些算法并不適用本項目中的參數壓縮。通過研究發現這些換算系數是逐漸變化的，具有一定的規律，根據這一特點，我們開發了Huffman算法，將數據存儲量壓縮到84k，實現了查詢一條數據僅需10ms，解決了數據存儲量大、查詢速度慢的問題。   3.2  動態鏈接庫的建立    根據Huffman算法，對《原油標準密度表》 《原油體積修正系數表》、《原油20℃密度到15℃密度換算表》等國家標準涉及的換算系數進行編碼，然后輸入計算機。將壓縮的數據做成動態鏈接庫，當計算需要這些系數時，通過函數調用即可。 3.3  查表中插值算法的優選    在國家標準中，每一組數據之間的間隔是溫度相差0.05~(2、視密度相差1.0kg／立方米。而實際中所測的值一般不在網格點上，需要進行插值。在現場，工人為了計算方便，往往在查表時就近找點，沒進行插值運算，給計量結果帶來了誤差。插值的方法很多，有樣條插值、線性插值等，為了便于同手工計算的結果對比，本系統選用雙線性插值。 3.4數據庫建立 選用ACCESS2000，將有關流量計、管理者的信息，以及溫度、視密度、含水、壓力等生產參數輸入數據庫。 該項目的創新點在于，與具體問題相結合開發了獨特數據壓縮算法——SL算法，將插值算法、計算機技術與油田生產實際緊密地結合起來，將龐大的換算系數做成數據庫，實現了復雜的原油流量計算的電算化、標準化，大大地減輕了人工勞動，減小了人工計算誤差。到目前為止，還未見到相似的軟件在國內應用，可以說達到了國內先進水平。同時，由于目前國內原油交接采用質量計量為標準，國際原油交接采用API度為標準，因此與國際相應軟件無法比較。 4  系統的可靠性驗證 該系統軟件的可靠性由兩部分組成，一部分是換算系數查詢的可靠性，另一部分是軟件自身的可靠性。前者是基礎，是關鍵，只有查表結果正確，才能保證后續汁算結果的正確。在動態鏈接庫建成后，覆蓋各種可能的工況，隨機地構造200組數據進行換算系數查詢，并將查詢結果與國家標準進行比較，查詢結果全部正確。說明數據壓縮算法正確，所輸壓縮后的換算系數編碼無誤，動態鏈接庫正確、可靠。 軟件自身的可靠性主要由現場使用來檢驗。為了驗證YJ—04型原油流量積算系統計算結果的可靠性，現場隨機抽取某原油外銷計量站1#流量計2003年11月中15天的數據進行驗算比對(班次數據共45組)，并對以班次(8h為一個班次)為計量時長的計算結果和以天為計量時長的計算結果分別進行了對比分析。 4.1  數據驗證 (1)以班次為計算時長的計算結果 軟件計算結果與計量崗人工計算結果相比較只有七個點的差值較大，在重新查表核算中我們發現，這七個數對應的七組原始數據中，第三、第四組數據為原油含水抄錯，其余五組數據均為標準密度表查錯所致。 誤差值分布在0附近，很集中，誤差值小于0.02％的數據點達86.7％。 從圖3中可以看出，重新核算后，誤差穩定情況明顯比核算前好。

(2)以天為計量時長的計算結果 對上述計算結果以天為計算時長進行統計分析， 其中： 相對誤差二10000X(軟件計算結果—原油交接 口計算結果)／軟件計算結果核算后相對誤差：10000X(重新核算結果—原油交接口計算結果)／重新查表計算后的結果 從圖4可以看出，核算之前的最大相對誤差為0.1174％，核算之后的最大相對誤差為p0.184％。從以上分析可以看出，軟件計算結果與核算結果能夠很好地吻合。

4.2  誤差原因分析 盡管積算系統計算精度較高，但軟件計算結果與核算結果還有微小的差別，其原因主要為以下兩方面： (1)計算時長不同：軟件采用一個班次算兩次， 即每4h的參數計算純油量，然后將此計算結果相加得到一個班次的純油量。而計量崗計算、核算均采用一個班次(8h)內的平均參數計算純油量。 (2)人工計算過程中，每算一個中間值修約不一致，而積算系統采用統一的修約規則，因此兩者之間帶來微小誤差。 5  結論 (1)積算系統計算結果與重新核算后的結果誤差較小，累計誤差小于0.004％，達到交接計量技術要求。 (2)人工實際計算結果出錯率高，較大誤差達16％。積算系統計算結果優于人工實際計算結果。 (3)積算系統具有年月日和各班次累計計算結果，具有較好的數據分析和趨勢圖功能，便于查詢有關數據。  (4)該積算系統可用于原油交接站點原油產量計算，也可用于管理部門對計量站點的產量核查。具有操作簡便、性能穩定、功能齊全、數據可靠性高等優點。