页岩气开发地面工程：商品质量标准

由于目前国内尚无页岩气产品质量标准，而页岩气经过处理后最终要成为商品天然气出售，所以以天然气（不含H2S天然气）的质量标准作为页岩气的质量标准。

1.国外管输天然气的主要质量指标

目前商品天然气主要有管输天然气、液化天然气（LNG）和作为车用燃料的压缩天然气（CNG）三种，其中以管输天然气的消费量最大，故国内外一般都把管输天然气的质量指标作为商品天然气的质量指标。对不含H2S天然气，质量指标主要为二氧化碳含量、高位（或低位）发热量、水露点和烃露点等几项（表5—1）。

表5—1　国外管输天然气主要质量指标（不含H2S天然气）

（续表）

2.国家标准“天然气”

根据中华人民共和国国家标准2012年9号文公告，由全国天然气标准化技术委员会归口、中国西南油气田公司天然气研究院和CPE西南分公司负责起草的强制性国家标准GB17820—2012《天然气》于2012年5月发布，9月1日实施。

新版《天然气》国家标准相较1999年版，对天然气气质要求有较大幅度提高。其中，一类气气质指标，每立方米天然气高位发热量由原来大于3.14×107 J提高到大于3.6×107 J；每立方米天然气总硫含量由不大于100 mg提高到不大于60 mg；二氧化碳含量由小于或等于3%提高为小于或等于2%。

在交接点压力下，水露点应比输送条件下最低环境温度低5℃。

本标准中气体体积的标准参比条件是压力101.325 kPa，温度20℃。在输送条件下，当管道管顶埋地温度为0℃时，水露点应不高于-5℃。进入输气管道的天然气，水露点的压力应是最高输送压力。

3.天然气质量指标的试验方法（不含H2S天然气）(www.xing528.com)

1）天然气组成分析与发热量计算

天然气组分是指天然气中所含的组分及其在可检范围内相应的含量。分析时，通常所指的组成是指天然气中甲烷、乙烷等烃类组分和氮、二氧化碳等常见的非烃组分的含量。尽管有些杂质组分，如水等也是天然气组成的一部分，但如不特别说明，在组成分析时并不分析这些组分。

根据GB17820—2012的规定，商品天然气的组成按GB/T13610—1992（2003年修订）进行分析，其发热量则按组成分析的结果，参照GB/T11062—1998的规定进行计算。

2）二氧化碳含量测定

根据GB17820的规定，天然气中的二氧化碳含量按GB/T13610—1992用气相色谱法测定。

3）水露点测定

天然气的水露点是指在一定的压力条件下，天然气中开始出现第一滴水珠时的温度，也就是在该压力条件下与饱和水汽含量对应的温度值。

在GB17820—1999《天然气》中，把水露点作为衡量商品天然气的一个指标。在天然气的贸易交接计量时，常常要对其进行测定。在天然气管道输送过程中，更需要首先知道水露点的高低，因为它决定着能否正常输送。在天然气处理装置中，通常有一个叫天然气烃水露点控制单元，用来控制和监测天然气水露点。

根据GB17820的规定，天然气的水露点按GB/T17238—1992用冷却凝析湿度计法测定。该标准等效采用国标标准ISO6327：1981《天然气水露点的测定—冷却镜面凝析湿度计法》。制定国标前，由中国西南油气田公司天然气研究院对ISO6327进行了验证研究。结果表明：该国际标准的精密度较高，测定范围宽，检测下限低，可等效采用作为国家标准，但为能适应中国天然气工业的实际情况，扩大了测定范围。

4）天然气的取样方法

取得有代表性的样品是保证测定结果真实性和可靠性的一个重要环节，因而为了保证数据质量，必须按样品的特性，采取与之相适应的取样方法。一般说来，天然气取样理论上存在的问题较少而实践上比较困难，尤其像天然气这样一种组分多达10种以上的高压气体混合物，在取样过程中应周密地设计流程，选择设备与材料，以及取样方式与方法，同时还必须注意安全要求。

国际标准化组织天然气技术委员会（ISO/TC193）于1990年开始制定标题为“天然气—取样导则”的国际标准。起草过程中，中国、美国和英国都各自提出了草案，经多年讨论和修改，ISO于1997年6月发布了国际标准ISO10715《天然气—取样导则》。该国际标准的内容比GB/T13609—1992更为丰富。为使天然气分析测试技术的标准化全面与国际接轨，中国西南油气田分公司天然气研究院在等效采用ISO10715的基础上对GB/T13609—1992做了修订，并已于1999年发布了天然气取样方法（GB/T13609—1999）。