Cách tính toán lượng dầu có trong két

NGUYÊN TẮC CHUNG:

1. Đo nhiệt độ và chiều cao chất lỏng cũng như nước ở trong két:

Độ chính xác của chiều cao cột chất lỏng lấy đến 0.5cm đối với từng két.
Nhiệt độ dầu: Khi lấy theo nhiệt độ C thì độ chính xác là 0.1°; Khi lấy theo nhiệt độ F thì độ chính xác là 0.5°
Công thức chuyển đổi nhiệt độ: °F = 1.8 x °C + 32

2. Hiệu chỉnh giá trị đo ullage hoặc innage.

3. Kiểm tra tỷ trọng S.G (Specific gravity)/API.

4. Tính tổng lượng hàng trong két (kể cả BS & W).

5. Chuyển đổi Gross M³ sang Gross BBLS (Convert Gross M³ to Gross BBLS):
M³ x 6.28981 = BBLS

6. Chuyển đổi Gross BBLS to Net BBLS:
Nhân với VCF từ bảng 6A-ASTM.

Ví dụ:
Có 255.000 barells dầu thô đo ở nhiệt độ 71.5°F, tỷ trọng chuẩn 32.6°F API ở 60°F. Tìm Net volume ở 60°F.
Giải:
Với 32.60F API so với giá trị bảng 32.5°F thì số gia nhỏ hơn 0.5°F ta không cần nội suy. Vì vậy ta có thể vào bảng ASTM với giá trị 32.5°F ở cột API Gravity at 60°F và với gía trị 71.5°F ta có VCF là 0.9947.
- Net Volume: 255.000 x 0.9947 = 253.648.5

7. Đổi Net BBLS sang long tons (L/T):
Ta sử dụng bảng nhân 11- ASTM.
Bảng này cho ứng với từng khoảng giá trị 0.1 API, nội suy khi cần thiết và lấy 5 con số thập phân.

8/ Đổi L/T sang M/T: L/T x 1.01605

TÍNH CỤ THỂ CHO TỪNG LỌAI DẦU:

1. Các định nghĩa/khái niệm:

a) Khối lượng riêng
- Khối lượng riêng tiêu chuẩn ρ^t của dầu mỏ:
Là khối lượng trong chân không của dầu trong một đơn vị thể tích ở nhiệt độ t nào đó. Thứ nguyên của khối lượng riêng là g/cm3, g/ml hoặc kg/lít, kg/m3.

- Khối lượng riêng (Density) 15°C:
Là khối lượng trong chân không của một đơn vị thể tích dầu ở điều kiện chuẩn 15°C, ký hiệu là D15 hoặc d15.
Các quốc gia đều có quy định khối lượng riêng tiêu chuẩn của quốc gia mình để đo lường dầu mỏ. Việt Nam và Nhật Bản lấy khối lượng riêng ở 15°C, Trung Quốc và một số quốc gia ở Châu Âu lấy 20°C, Anh, Mỹ lấy 60°F làm khối lượng riêng tiêu chuẩn.

b) Tỉ trọng (Specific gravity – S.G) của dầu mỏ
- Tỉ trọng của một chất lỏng nào đó là tỉ số của khối lượng chất đó ở nhiệt độ t¹ với khối lượng của nước cất có cùng thể tích ở nhiệt độ t², còn gọi là khối lượng riêng tương đối (Relative Density) ký hiệu là S.G t¹/t² hoặc Dt¹/t²
- Tỉ trọng 60/60°F (Specific Gravity 60/60°F) là tỉ số giữa khối lượng riêng của dầu với khối lượng riêng của nước trong cùng điều kiện chân không và nhiệt độ tiêu chuẩn 60°F, viết tắt S.G 60/60°F.
- Tỉ trọng API ở 60°F (API Gravity at 60°F) là một hàm đặc biệt của S.G 60/60°F được biểu diễn bằng công thức:

Nhật Bản áp dụng S.G 15/4°C; Anh, Mỹ dùng S.G 60/60°F, Trung Quốc và một số quốc gia ở Châu Âu dùng D20/4°C. API at 60°F được sử dụng tại các cảng của Mỹ. (API – American Petroleum Institute).

Đơn vị đo lường:
Quyết định số 1780 của Bộ thương mại 26/12/2000 ban hành trong đó qui định đơn vị đo lường trong giao nhận hàng hóa được dùng ở Việt Nam như sau:
- Dung tích tính bằng lít ; m₃
- Nhiệt độ tính bằng °C
- Khối lượng riêng ở 15°C tính bằng kg/l ; kg/m₃
- Khối lượng tính bằng kg ; tấn

c) Quan hệ giữa các đơn vị đo tỷ trọng qua các bảng tính:
1. Bảng 3-ASTM:
Chuyển đổi từ API Gravity at 60°F sang S.G 60/60°F hoặc D15°C:

Ví dụ: API Gravity at 60°F là 62,15 API đổi sang D15°C.
API thay đổi từ 62,10 đến 62,20 là ΔAPI = 0,10
Thì D15°C thay đổi là ΔD15 °C= 0,7307 - 0,7303 = 0,0004
Khi API thay đổi từ 62,10 đến 62,15 là ΔAPI = 0,05. Thì ΔD15°C = (0,05 x 0,0004) x 0,10 = 0,0002.
Vậy tương ứng với API Gravity at 60°F là 62,15 thì D15°C là 0,7303 + 0,0002= 0,7305 Kg/lít.

2. Bảng 5-ASTM:
Đưa API Gravity ở nhiệt độ bất kì sang nhiệt độ chuẩn 60°F:

Ví dụ: API Gravity của một sản phẩm dầu nào đó ở 76°F là 38,4 API. Tìm API ở nhiệt độ chuẩn.

3. Bảng 54B-ASTM (VCF Table):

Chuyển đổi thể tích dầu thương phẩm (trừ dầu thô và dầu nhờn) từ nhiệt độ thực tế sang thể tích ở nhiệt độ chuẩn 15°C.

4. Bảng 56 -ASTM (WCF Table):
Bảng này nói lên sự tương quan giữa kg/lít và lít/tấn tương ứng với Density ở 15°C. Hay nói cách khác là ta tìm khối lượng chất lỏng ở nhiệt độ 15°C thông qua bảng này. Bảng này cho ta biết khối lượng trong điều kiện không khí của 1lít xăng dầu ở 15°C và thể tích đo bằng lít của 1 tấn xăng dầu.

5. Bảng chuyển đổi tương đương giữa các đơn vị đo thể tích của xăng dầu theo hệ đo Anh, Mỹ ra hệ mét (theo điều kiện nhiệt độ chuẩn):

Bảng này dùng chuyển đổi các đơn vị đo từ US gallons, hoặc Barrels sang đơn vị đo lít hoặc m3.
Ví dụ: Một lô xăng dầu có API Gravity ở 60°F là 22.23 API có thể tích là 129,063 US Galons. Hỏi thể tích đó ở 15°C là bao nhiêu?
Với API như trên ta thấy 1 Galon ở 60°F tương đương với 3.7838 lít ở 15°C. Vậy:
129,063 US Galons x 3.7838 = 488,349 lít ở 15°C

2. Tính toán đối với dầu thành phẩm:

Bước 1: Tính TOV - Total observed volume (thể tích chất lỏng ở nhiệt độ thực tế).

Bước 2: Tính (FW + S) - Free water and Sediment (thể tích nước tự do và cặn).

Bước 3: Tính NOV - Net observed volume (thể tích của dầu ở nhiệt độ thực tế):
NOV = TOV – (FW + S)

Bước 4: Từ nhiệt độ thực tế to và tỉ trọng (hoặc khối lượng riêng) chuẩn đưa vào trong bảng ASTM ta tìm VCF (Volume Correction Factor); tùy thuộc vào hệ đo mà ta có các cách tính sau:
1. Tra vào bảng 53(A,B,D) hệ mét; bảng 5(A,B,D) hệ Mỹ; bảng 23(A,B,D) hệ Anh, để tìm tỉ trọng ở điều kiện chuẩn Density 15°C.

2. Tiến hành tra vào bảng 54(A,B,D) cho hệ mét; bảng 6(A,B,D) cho hệ Mỹ; bảng 24(A,B,D) cho hệ Anh để tìm số hiệu chỉnh thể tích VCF.
Ta cũng có thể tiến hành chuyển qua lại giữa các tỉ trọng chuẩn giữa các hệ nhờ vào Bảng 3 "chuyển tương đương tỉ trọng API Gravity về Specific Gravity và Density 15°C" trong bộ bảng ASTM/API/IP – Petrolium Measurement Table

Bước 5: Tính NSV - Net Standard Volume (thể tích ở điều kiện chuẩn):
NSV = NOV x VCF

Bước 6: Tìm WCF - Weight Correction Factor (hệ số chuyển đổi khối lượng):
Từ tỉ trọng chuẩn đã tìm được ở bước 4 ta đi xác định hệ số chuyển đổi khối lượng WCF (Weight Correction Factor ) dựa vào bảng 56–ASTM

Bước 7: Khối lượng của hàng:

W = NSV x WCF

 

3. Tính toán đối với dầu thô:
[Các đơn vị quy đổi về hệ mét (Việt Nam), điều kiện chuẩn ở 15°C]


Bước 1: Đọc mớn nước mũi, mớn lái xác định hiệu số mớn nước của tàu: t = d_a - d_f

Bước 2: Xác định góc nghiêng ngang của tàu.

Bước 3: Từ hiệu số mớn nước (trim) và góc nghiêng ngang đã biết, cùng với giá trị đo ở két hàng được xác định bằng thiết bị đo, ta tiến hành hiệu chỉnh độ vơi của tàu bằng "Bảng hiệu chỉnh độ vơi" trong tư liệu của tàu.

Ví dụ về bảng hiệu chỉnh độ vơi

Trường hợp nếu trên tàu không có bảng hiệu chỉnh độ vơi thì có thể tính lượng hiệu chỉnh như sau:
- Tàu nghiêng ngang: lỗ đo không nằm ở trung tâm của khoang thì lượng hiệu chỉnh độ vơi AB₁, tính theo công thức:

AB₁= AC₁ * tgӨ (m)

AC₁ – Khoảng cách theo chiều ngang từ tâm của lỗ đo đến đường trung tâm dọc của khoang.
Ө - Góc nghiêng ngang (0)

- Tàu chúi (mũi hoặc lái): thì lượng hiệu chỉnh AB₂, tính theo công thức:

AB₂ = t * AC₂/Lpp

AC₂ – Khoảng cách theo chiều dọc từ tâm của lỗ đo đến đường trung tâm ngang của khoang.
t – Hiệu số mớn.
Lpp – Chiều dài giữa hai đường vuông góc mũi lái

Giá trị độ vơi sau khi đã hiệu chỉnh (u_c) = giá trị đo (u_o) + lượng hiệu chỉnh (Δu)

Bước 4: Lấy giá trị độ vơi đã hiệu chỉnh ở trên tra vào bảng dung tích của từng khoang, ta xác định được tổng thể tích của hàng hoá trong khoang hàng (bao gồm cả dầu hàng, nước tự do-FW và cặn+nước - W+S) là T.O.V (Total Observed Volume) tại thời điểm tính toán.

Bước 5: Dùng các thiết bị dò mặt phân cách dầu nước, xác định mức nước tự do F.W (free water) là nước đã phân lớp nằm ở dưới dầu trong hầm hàng và tính thể tích của lượng nước đó, nếu có.

Bước 6: Ta đi tìm thể tích hàng gộp thực tế GOV bao gồm cả nước và cặn (W+S) (Gross Observed Volume), lượng này chính là thể tích toàn bộ dầu trong chuyến vào thời điểm đo nhiệt độ, bằng cách lấy tổng thể tích hàng hoá các khoang TOV đã biết nhưng bỏ đi lượng nước tự do (F.W) ở đáy khoang:

GOV = TOV – FW

Bước 7: Căn cứ nhiệt độ đo được của dầu trong khoang và khối lượng riêng/tỉ trọng thực tế đã được phòng hóa nghiệm cung cấp khi đem đi phân tích mẫu:

- Tiến hành tra vào bảng 54A, 6A...(ASTM/API/IP – Petroleum Measurement Table) để tìm số hiệu chỉnh thể tích VCF (Volume Correction Factor)

- Đồng thời tra vào bảng 53(A,B,D) hệ mét; bảng 5 (A,B,D)hệ Mỹ; bảng 23 (A,B,D) hệ Anh, để tìm tỉ trọng ở điều kiện chuẩn Density 15°C.

Ta cũng có thể tiến hành chuyển qua lại giữa các tỉ trọng chuẩn giữa các hệ nhờ vào Bảng 3 "chuyển tương đương tỉ trọng API Gravity về Specific Gravity và Density 15°C" trong bộ bảng ASTM/API/IP – Petrolium Measurement Table.

Trích ví dụ Bảng 3 -ASTM

- Đo nhiệt độ dầu hàng: tính nhiệt độ đo được ở 3 vị trí trong khoang hàng (trên, giữa, dưới ) được T1 , T2 ,T3 rồi tính nhiệt độ trung bình trong khoang:

T = (T1 +T2 +T3 ) / 3

Bước 8: Tiến hành xác định thể tích hàng gộp chuẩn G.S.V (Gross Standard Volume), đó chính là thể tích hàng gộp thực tế G.O.V nhưng đã được chuyển về ở nhiệt độ chuẩn:

GSV = GOV * VCF

Bước 9: Xác định tổng thể tích nước và cặn có trong dầu hàng (Water + sidement) nhờ vào tỉ lệ nước và cặn, tỉ lệ này có được khi người ta phân tích mẫu dầu trong phòng hoá nghiệm:

Tổng thể tích (W + S) = GOV * (W+S) % /100

Bước 10: Tiếp theo ta đi tìm thể tích thực của dầu tại thời điểm tính toán NOV (Net Observed Volume), đó là thể tích toàn bộ dầu hàng nhưng không tính nước và cặn (W+S) cũng như không bị lẫn nước tự do FW ở đáy:

NOV = GOV - Thể tích (W+S)

Bước 11: Tìm thể tích hàng thực ở điều kiện chuẩn NSV (Net Standard Volume) không tính đến (W+S) và nước tự do FW.

NSV = NOV * VCF

Bước 12: Từ tỉ trọng chuẩn đã tìm được ở bước số (7) ta đi xác định hệ số chuyển đổi khối lượng WCF (Weight Correction Factor) dựa vào bảng 56–ASTM

Trích bảng 56

Bước 13: Bước này ta đã có thể tìm được khối lượng hàng thực chở trên tàu:

W = NSV * WCF

Bước 14: Nếu cần thiết, ta tìm có thể đi tìm tiếp thể tích tính toán TCV (Total Calculate Volume):

TCV = GSV + FW

TCV là một chỉ số tham khảo đối với Đại phó khi trả hàng tại cảng dỡ. Vì trong hành trình tàu không kiểm soát được nước lẫn trong hàng hoá, nước tiếp tục lắng trong hành trình và tạo ra thể tích nước tự do nhiều hơn tại cảng dỡ hàng so với tại cảng xếp. Vì nước tự do không được hiệu chỉnh với nhiệt độ, nó phải được cộng vào GSV để có thể so sánh chính xác TCV "sau khi xếp hàng" và TCV "trước khi dỡ hàng".

Bước 15: Tìm toàn bộ thể tích hàng thực nhận lên tàu TRQ (Total Received Quantity), là hàng xếp lên tàu bằng cách lấy TCV trừ đi hàng có sẵn trên tàu OBQ/ROB (On Board Quantity / Remaining On Board):

TRQ = TCV - OBQ/ROB

TRQ cũng chính là thể tích hàng hoá phải giao ở một khoang hàng nhất định. Đây chính là con số đưa vào Vận tải đơn (Bill of Lading) sau khi hiệu chỉnh bởi hệ số kinh nghiệm của tàu VEF (Vessel Experience Factor).

Bước 16: So sánh số liệu nhận tại tàu với số liệu xuất kho cảng. Sau khi tính toán xong, Thuyền trưởng phải công bố ngay kháng cáo "Letter Discrepancy" khi số lượng hàng trên tàu khác với số lượng trên bờ cũng như thành phần nước tự do trong hàng hoá. Dùng hệ số kinh nghiệm VEF để so sánh số lượng hàng trên tàu và trên bờ.

4. Tính lượng dầu hàng (dầu thành phẩm) còn lại trên tàu:

Như chúng ta đã xem xét ở trên thì rõ ràng là dù có tính toán tốt đến đâu thì số lượng hàng nhận được khi xếp hàng là dầu thô cũng đều khác một chút so với con số được ghi trong vận đơn. Lượng hàng sai khác (ship’s figures) tồn tại là do lượng dầu cặn hay là dầu lắng xuống đáy khoang mà khi dỡ hàng ở chuyến trước chúng ta không thể nào dỡ hết lên được hay cũng có thể là sót lại trong khoang được rửa bằng dầu thô "cặn khô (dry residues)"; lượng này cũng có thể là lượng dầu lẫn trong nước rửa "cặn ướt (wet residues)" được chuyển về két slop khi ta tiến hành tráng lại khoang hàng bằng nước biển.

Lượng dầu còn lại trên tàu (residue on board) = cặn khô + cặn ướt

• Tính toán lượng này đối với tàu dầu vệ sinh hầm hàng bằng dầu thô được thực hiện nhờ vào bảng tính (RESIDUE CALCULATION SHEET) hãy xem một ví dụ như sau:

+ được rửa ; - không được rửa

(5): Lượng cặn ướt thu được trong két lắng sau khi rửa két, còn gọi là "the so-called slops". Nó còn tính đến: cặn thu được từ các két đã rửa, dầu sót trong đường ống, dầu hàng sót lại ở những góc trong két ở những chỗ vòi phun không phun vào được, trong quá trình tráng lại bằng nước biển chúng lẫn vào nước và đi vào két slop. Thường cước phí cũng tính cho lượng này.

(6): Dùng đầu dò mặt tiếp giáp dầu nước để xác định mặt phân cách của lớp nước lắng ở đáy két slop, thải lượng nước này đi sẽ cho ta phần dầu bên trên; tuy nhiên là vẫn còn một lớp nước ở chỗ tiếp giáp với dầu mà ta không thể nào thải đi được, lượng nước này ước lượng chiếm 20% của lượng dầu lắng do đó để tính lượng dầu thực trong két slop thì sau khi trừ nước phải nhân 0.8

(7): Lượng này là lượng còn sót lại trong đường ống; dầu được các bơm vét chuyển đến két slop khi vét dầu trong khoang hàng mà sau đó không thể bơm hết toàn bộ lên bờ được.

(8): Dầu hàng bị lẫn trong nước khi tráng lại khoang bằng nước biển được chuyển về két slop, mà các bơm vét không vét sạch được trong khi vệ sinh bằng dầu thô.

(9): Ước lượng số dầu còn sót lại trong các két giữa khi các két này không được tráng lại bằng nước biển.

(10): Ước lượng số dầu còn sót lại trong các két mạn khi các két này không được tráng lại bằng nước.

Lượng này chính là cặn dầu hay dầu lắng ở đáy mà mặc dù đã được rửa bằng dầu thô chúng vẫn còn bám chặt vào các kết cấu hầm hàng. Ước lượng số dầu này là rất khó vì vậy người ta phải dùng đến tỉ số thể tích của két được rửa lại bằng nứơc và các két không được rửa lại bằng nước và tỉ số dịên tích của các kết cấu theo chiều ngang và chiều dọc bởi vì rõ ràng là dầu bám vào các kết cấu này dễ dàng hơn là các kết cấu bằng phẳng khác.

- Đối với két giữa thì tỉ số giữa kết cấu thẳng đứng và nằm ngang là gần như nhau, dung tích các két này gần như nhau, do vậy tỉ số diện tích và thể tích cũng không khác biệt. Vì thế người ta có thể ước lượng số dầu còn sót lại nhờ vào tính tỉ số thể tích các két giữa với nhau.

- Còn đối với các két mạn thì ở đây tồn tại nhiều kết cấu ngang và dọc hơn nên tỉ số của chúng cũng sẽ lớn hơn. Và qua thực tế người ta biết được rằng lượng dầu còn sót lại trong các két mạn sẽ nhiều hơn 1.8 lần so với các két ở giữa.
Theo một đơn vị diện tích két mạn > giữa là 1.17 lần
Theo một đơn vị thể tích két mạn > giữa là 1.52 lần
==> Tích 1.17 * 1.52 = 1.8 lần

(11): Tổng lượng cặn khô trong các két không được rửa bằng nước (9) + (10)

(12): Tổng lượng dầu còn lại trên tàu là tổng của lượng cặn khô + tổng lượng cặn ướt. Khi xếp hàng lên tàu thì lượng tổng (12) này sẽ được trừ lại cho lượng hàng thực tế đo đạc được trên tàu để xác định chính xác lượng hàng mà tàu thực sự nhận.

• Đối với các tàu có két nước dằn cách li (SBT vessels)

Do tàu có trang bị két nước dằn cách li không như các tàu C.B.T nên khi chứa ballast ở các két nước dằn riêng biệt, nước không có lẫn vào dầu vì vậy lượng "cặn ướt" (wet residues) có trên tàu là rất hạn chế, ta có thể bỏ qua được đại lượng này được. Đối với lượng "cặn khô" (dry residues) thì ta không thể dùng bảng tính (RESIDUE CALCULATION SHEET) như ở trên được mà thường được xác định thông qua đại lượng hệ số kinh nghiệm của tàu (Ship Experience Factor – S.E.F)

S.E.F = ship's figure / B/L figure

Ví dụ một tàu có hệ số kinh nghiệm là 1.00355, tổng số dầu được xếp lên các khoang là 500 000 m³ thì số lượng cặn khô sẽ là 500 000 * (1.00355 - 1) = 1175 m³.

Hồng Quang