API Gravitesi, Yoğunluk ve Kütle–Hacim Dönüşümü: Petrol Mühendisliği Rehberi

Önce referans koşullarını belirleyin

EIA, API gravitesini petrolün 60 °F sıcaklıktaki yoğunluğunun aynı sıcaklıktaki suyun yoğunluğuna oranıyla tanımlar. Özgül ağırlık, SG, boyutsuz bir yoğunluk oranıdır. Her iki sıcaklık da önemlidir: 60 °F yaklaşık 15,56 °C’dir; başka sıcaklıkta gözlenen yoğunluk kendiliğinden aynı referans büyüklüğü olmaz. Laboratuvar raporunda numune, yöntem, sıcaklık ve raporlama temeli tanımlanmalıdır.

Sıvının tanımını sayıyla birlikte koruyun. Ham petrol, kondensat, rafine ürün ve sondaj çamuru, yoğunluk oranları birbirine benzese bile farklı malzemelerdir. Aşağıdaki örnekler belirtilen referans koşulundaki tek bir petrol sıvısına ilişkindir. Su, askıdaki katılar, sürüklenen gaz veya değişen faz bileşimi için genel bir düzeltme sağlamaz.

API gravitesini özgül ağırlığa dönüştürün

EIA bağıntısı °API = 141.5 / SG − 131.5 biçimindedir. Yeniden düzenlenince SG = 141.5 / (°API + 131.5) elde edilir. Dolayısıyla yüksek API gravitesi daha düşük referans özgül ağırlığına karşılık gelir. Bu bağıl yoğunluk temelinde suyun SG değeri 1, API değeri 10’dur. Bağıntı bir raporlama ölçeğini tanımlar; petrol bileşimini veya viskoziteyi vermez.

Varsayımsal 35 °API numunesinde SG = 141.5 / 166.5 = 0.84984985 olur; son değer yuvarlanmıştır. 20 ve 50 °API numuneleri için sırasıyla 0.93399340 ve 0.77961433 elde edilir. Yuvarlanmamış sonuçları API denklemine geri koymak ilk girdileri verir. Başta 0,85’e yuvarlamak kaba tahmin için yeterli olabilir; tekrarlanabilir hesapta özgün değerin yerini almamalıdır.

Oranı birimli yoğunluğa çevirin

NIST’in petrol sayaçlarının gravimetrik testi hakkındaki Ağustos 2005 makalesi, 60 °F yoğunluğunu ABD galonu başına libre olarak SG × 8.337193 ile verir. Yayımlanan 28,3 °API örneği yaklaşık 7,38 lb/ABD galonu verir; hesap bunu yeniden üretir. Bu, dönüşüm bağıntısı için tarihsel bir teknik kaynaktır; makalenin güncel ölçüm gereklerinin yerine geçtiği anlamına gelmez.

Aynı katsayıyla 35 °API numunesi için 7.08536222 lb/ABD galonu bulunur. Bir petrol varili 42 ABD galonu, bir avoirdupois libre 0.45359237 kg, bir metrik ton 1.000 kg’dır. EIA ve NIST petrol varili başına yaklaşık 0.1589873 m³ verir. ABD galonunun açıkça belirtilmesi, farklı olan İngiliz galonuyla karıştırılmasını önler.

Örnek kütle denklemi m[t] = V[bbl] × 42 × SG × 8.337193 × 0.45359237 / 1000 biçimindedir. Varil başına kilogram kütlesini yuvarlatılmış hacim katsayısına bölmek, 35 °API için yaklaşık 849,01 kg/m³ verir. Gösterilen SI yoğunluğu bu nedenle yaklaşık değerdir. Fazladan hesap basamakları tekrarlanabilirliği artırır; kaynak katsayısında veya numune ölçümünde ek hassasiyet yaratmaz.

Bir parti hesaplayın ve üç durumu karşılaştırın

Hacmi zaten 60 °F’ye getirilmiş ve basınç temeli uyumlu varsayımsal 100.000 bbl parti kabul edin. 35 °API için denklem, yuvarlama sonrası 13.498,24 ton verir. Ters dönüşüm katsayısı yaklaşık 7,4084 bbl/t’dir. Tek bir genel varil-ton katsayısı sıvı yoğunluğuna bağımlılığı kaybettirir. Bu katsayıyı sıcaklık düzeltmesi yapılmamış tank hacmine uygulamak ise ayrı ve çözülmemiş bir sorun yaratır.

Referans hacim 100.000 bbl tutulduğunda 20 °API için 14.834,70 ton, 50 °API için 12.382,68 ton elde edilir. Grafik hesaplanan bu kütleleri karşılaştırır. Bu yalnız bir yoğunluk karşılaştırmasıdır; rafineri şarjını, ürün verimini, yoğunluk dışındaki ham petrol kalitesini veya fiziksel üretim değişimini ölçmez. Günlük hacimden kütlesel debiye geçmeden önce zaman paydası da korunmalıdır.

API’ye dönmeden önce yoğunlukları karıştırın

İkinci varsayımsal hesapta 20 ve 50 °API sıvılarından eşit referans hacimler alınsın; hacimler toplanabilir, malzeme kaybı yok kabul edilsin. Bu varsayımlarla özgül ağırlık ortalaması SGkarışım = (0.93399340 + 0.77961433) / 2 = 0.85680386 olur. API formülünü yuvarlanmamış ortalamaya uygulamak 33.64865 °API, yani yaklaşık 33,65 °API verir.

API sayılarının doğrudan ortalaması 35 °API’dir; API dönüşümü doğrusal olmadığı için sonuç farklıdır. Eşit hacim varsayımı zorunludur; eşit kütlelerde farklı bir hacim hesabı gerekir. Gerçek karışımlarda hacimler tam toplanabilir de olmayabilir. Gerçek aktarım veya karışım için ölçülmüş karışım özelliklerini ve uygun düzeltme yöntemini kullanın; bu eğitim örneğini onaylı karışım tahmini saymayın.

Sayısal duyarlılığı ölçüm belirsizliğinden ayırın

Sabit referans hacmi ve katsayı için kütle, 1 / (°API + 131.5) ile orantılıdır. Birinci mertebe bağıl duyarlılık bu nedenle Δm/m ≈ −ΔAPI / (°API + 131.5) olur. 35 °API çevresindeki varsayımsal ±0,5 °API değişim, diğer girdiler sabitken yaklaşık ±%0,3003 kütle değişimine karşılık gelir.

Bu sonuç yerel bir duyarlılıktır; güven aralığı veya cihaz doğruluğu iddiası değildir. Ölçüm belirsizliği bütçesi hacim ölçümünü, numune alımını, sıcaklık belirlemeyi, kalibrasyonu ve girdiler arasındaki bağımlılığı da kapsamalıdır. NIST’in sayaç testi açıklaması, ürün bilgi formlarının ardışık partiler hakkında neden varsayım gerektirebildiğini gösterir. API-SG dönüşümüne basamak eklemek bu varsayımları kaldırmaz.

Mühendislik hesabını veri gözleminden ayırın

Ton cinsinden yıllık rafineri kapasitesi, uygun yoğunluk ve zaman temeli olmadan güvenilir biçimde günlük varile çevrilemez. Doğru kütle-hacim dönüşümünden sonra da takvim günü kapasitesi, çalışma günü kapasitesi ve gerçek yıllık şarj farklı büyüklüklerdir. Bağlantılı rafineri kapasitesi rehberi bu paydaları açıklar. Buradaki varsayımsal yoğunluklar Rafineri Atlası’ndaki herhangi bir kaydın yeni kapasite değerleri değildir.

Aynı ilke kuyular için de geçerlidir. Hidrostatik basınç hesabında kullanılan sondaj sıvısı yoğunluğu, üretilen petrolün API gravitesi ölçümü değildir. Kaynak alanının etiketi, sıvısı ve referans koşulları yeniden kullanımda korunmalıdır. Teknik okuma bağlantıları, iki kaydın aynı fiziksel kuyuyu gösterdiğini, bir sahanın rafineriyi beslediğini veya raporlanmamış sıvı özelliğinin bilindiğini kanıtlamaz.

Tekrarlanabilir iş akışı ve sınırlar

Özgün API değerini ve referans temelini kaydedin; SG’yi erken yuvarlamadan hesaplayın; seçilen yoğunluk katsayısını açıkça uygulayın; varil, galon, libre ve ton dönüşümlerinde birimleri taşıyın; yalnız gösterilen sonucu yuvarlayın. Ters hesap, belirtilen yuvarlama sınırları içinde ilk API değerini ve parti hacmini geri vermelidir. Sonucu paylaşırken kaynakları ve hesap varsayımlarını birlikte koruyun.

Gerçek mühendislik uygulamasında ölçülen hacim ile yoğunluğun aynı numuneye, faza ve koşullara ait olup olmadığını belirleyin. Değilse uygun sıcaklık veya basınç düzeltmesini edinin. API gravitesi tek başına bu düzeltmeleri veya eksiksiz ham petrol analizini sağlamaz. Örnekler 11 Kasım 2026’da gözden geçirilmiş tekrarlanabilir tanım ve hesaplardır; işletme talimatı, sayaç onayı veya üretim tahmini değildir.