原油含水率測(cè)定方法研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢(shì).pdf

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1、技術(shù)管理原油含水率測(cè)定方法研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢(shì)夏明華（北京工業(yè)大學(xué)環(huán)境與能源工程學(xué)院北京100022）張江偉（中國(guó)石油大學(xué)（北京）提高采收率研究院北京102249）摘要：原油含水率測(cè)定是石油石化行業(yè)的一項(xiàng)重要技術(shù)。當(dāng)大。電脫法適合高含水原油的含水率測(cè)定，對(duì)于低含水的稠油，前的原油含水率測(cè)定方法可分為離線測(cè)量和在線測(cè)量，離線測(cè)量根據(jù)斯托克斯定律，油水的密度差較小，沉降困難，適用性差。卡結(jié)果準(zhǔn)確，但是工作量大，在線檢測(cè)具有實(shí)時(shí)、連續(xù)、快速等優(yōu)點(diǎn)，爾—費(fèi)休法適用于低含水原油含水率測(cè)定，測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確性高，但存在精密度低、可靠性差等缺。結(jié)合石化行業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，認(rèn)為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織把這個(gè)方法定為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)微

2、量水分，我國(guó)也把在線檢測(cè)技術(shù)是未來(lái)的發(fā)展方向。該方法定為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定微量水分[5]。關(guān)鍵詞：原油；含水率；測(cè)定；方法；進(jìn)展在線測(cè)量可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于油水混合物的連續(xù)實(shí)時(shí)檢測(cè)，但是存原油含水率是石油開(kāi)采、化工行業(yè)的一個(gè)重要參數(shù)，它直接在精密度差，傳感器易受含氣量、油水分布、環(huán)境溫度等因素影關(guān)系到原油的開(kāi)采、脫水、集輸、計(jì)量、銷(xiāo)售、煉化等[1]。由于油氣響。密度法是根據(jù)油水混合液的總質(zhì)量等于其中所含純油和純水三相流流動(dòng)體系極為復(fù)雜，是一個(gè)非線性耗散動(dòng)力系統(tǒng)，其形水質(zhì)量之和的原理測(cè)定原油的含水率，但是易受水的礦化度、泥成機(jī)理、運(yùn)動(dòng)規(guī)律、分布狀態(tài)尚未被人們充分認(rèn)識(shí)，至今沒(méi)有適用沙、溶解氣等因素影響。油水

3、混合物中油、水電導(dǎo)率差異很大，水范圍廣、滿(mǎn)足精確度要求的的含水率測(cè)量?jī)x器[2]。因此，原油含水的電導(dǎo)率對(duì)于混合流體的電導(dǎo)率起到了決定性作用，電導(dǎo)率法就率的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量成為油田需要亟待解決的問(wèn)題。是根據(jù)測(cè)定的電導(dǎo)率數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算原油的含水率。電容測(cè)量法是一、原油含水率測(cè)定方法最成熟的一種測(cè)量方法，對(duì)于低含水的原油測(cè)量精度較高，電容當(dāng)前常用的原油含水率的測(cè)量方法大致可以分為兩類(lèi)：離線探頭適用于恒溫、不含氣原油，含水率<10％的情況。射頻電容測(cè)量法和在線測(cè)量法[3]。離線測(cè)量法主要有蒸餾法、電脫法、卡爾法根據(jù)油的介電常數(shù)很低，水的介電常數(shù)很高，利用油與水介電—費(fèi)休法；在線測(cè)量方法相對(duì)較多主要有密度法

4、、電導(dǎo)率法、電容常數(shù)的不同，通過(guò)檢測(cè)電容來(lái)得出原油含水率。短波法和微波法法、射頻電容法、短波法、微波法、射線法等。各方法的使用范圍的測(cè)定原理相似，都是基于油和水兩種介質(zhì)對(duì)電磁波吸收能力的及優(yōu)缺點(diǎn)如下表1。差別來(lái)檢測(cè)原油的含水率。射線法的原理是油、氣、水對(duì)射線吸表1常用原油含水率測(cè)定方法收能力的差異來(lái)測(cè)量原油的含水率分總的來(lái)說(shuō)，蒸餾法是目前應(yīng)用最為廣泛的原油含水率測(cè)定方測(cè)定方法適用原油范圍優(yōu)缺點(diǎn)法，在線檢測(cè)目前的發(fā)展水平較低，需要進(jìn)一步提高方法的可靠類(lèi)性和檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。含水量小于1%具有較取樣隨機(jī)性大，但測(cè)量二、原油含水率測(cè)定面臨的問(wèn)題蒸餾法1.離線測(cè)量法不適用于高含水稠油離好的精密度結(jié)

5、果精度高高含水稠油中的水分為兩部分：游離水和乳化水，在樣品測(cè)線操作方法簡(jiǎn)單，但準(zhǔn)確定前大多發(fā)生了破乳，測(cè)試前的加熱、搖勻等前處理過(guò)程一般不測(cè)電脫法高含水原油度不高能將油水充分混合，造成轉(zhuǎn)移到蒸餾燒瓶中的樣品水多油少，測(cè)量定結(jié)果不具有真實(shí)性?？蓽y(cè)得樣品中的自由2.管輸原油在線檢測(cè)含水率技術(shù)匱乏法卡爾—費(fèi)測(cè)量微量含水油品（含水和結(jié)合水，結(jié)果更客射線法是僅有的可實(shí)際應(yīng)用的測(cè)量方法，但也存在安全性、休法水量在2×10-4以下）觀。維護(hù)成本等問(wèn)題。電導(dǎo)法、電容法、微波法等幾類(lèi)含水率測(cè)量?jī)x表都屬于接觸式測(cè)量，需要將傳感器內(nèi)置于管道內(nèi)，由于管輸原不含氣、砂、機(jī)械雜質(zhì)原油含砂、含氣均對(duì)測(cè)油過(guò)程中油水分布不

6、均，檢測(cè)結(jié)果的可靠性較差。此外，傳感器密度法的原油量結(jié)果影響很大在管道內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間沖刷，長(zhǎng)期運(yùn)行精度降低嚴(yán)重。三、發(fā)展趨勢(shì)受油水分布、含氣等影在線檢測(cè)為主，離線檢測(cè)為輔。在線檢測(cè)能滿(mǎn)足測(cè)量連續(xù)電導(dǎo)率法油水分布均勻響很大性、及時(shí)性等要求，并且隨著油田生產(chǎn)自動(dòng)化程度不斷提高，在線檢測(cè)技術(shù)是未來(lái)含水率測(cè)定的主要方向。對(duì)于原油貿(mào)易、生產(chǎn)監(jiān)適用于油包水混合液，在測(cè)、煉化工藝控制等有特殊要求的情況需要采用離線檢測(cè)的方法電容法原油含水在0~5%之間傳感器受溫度等影響來(lái)保證測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。線有很高的精度多種傳感器融合聯(lián)用，提高測(cè)定的精密度和適用范圍。對(duì)于測(cè)在線測(cè)量技術(shù)而言，傳感器的穩(wěn)定性和精密度是制約測(cè)定結(jié)

7、果準(zhǔn)測(cè)量范圍比較大，適應(yīng)量射頻電容適用于恒溫、不含氣原確性的重要因素，開(kāi)展多傳感器融合連用，采用多種信息技術(shù)對(duì)法法油，含水率<10％性強(qiáng)，成本低，易受周測(cè)定結(jié)果處理，可以大大提高測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。圍環(huán)境影響軟硬件綜合提升，提供檢測(cè)設(shè)備的“三化”水平。面對(duì)石油石對(duì)于環(huán)境的溫度要求化行業(yè)的新發(fā)展，原油含水率檢測(cè)設(shè)備一方面要提高檢測(cè)設(shè)備的短波法適用范圍廣傳感器的精密度和靈敏度，提升測(cè)量結(jié)果的可靠性和數(shù)據(jù)質(zhì)量。較高同時(shí)也要提高檢