原油含水率自动监测仪在油田的应用
原油含水测量中含水分析仪的应用研究
原油含水测量中含水分析仪的应用研究作者：于海丽来源：《中国市场》2016年第02期[摘要]原油含水测量技术是制约油田产量分队计量的一大难题。
在我国，含水测量最初采用密度计。
但是，经过多年的实践发现，密度计存在易结垢、易干扰等缺点。
这些缺点导致密度计测量原油含水的准确率受到质疑。
鉴于实践需要，近几年来，各种含水分析仪出现并运用于原油含水测量。
从测量原理来说，可以大致划分为三类：电学特性测量原理、密度测量原理和同位素法测量原理。
文章通过论述含水分析仪在原油含水测量中的应用，分析原油含水测量存在的问题，提出相应的意见。
[关键词]原油含水测量；含水分析仪；测量原理[DOI]10.13939/ki.zgsc.2016.02.052原油含水测量给油田的开采和管理带来了一定的难度，影响着采油成本控制。
目前，我国转油站对外输出原油的含水检测主要采用的是手工化验和密度计。
这两种检测方式，都存在一定的弊端。
就手工化验来说，它无法实现实时检测，检测出来的数据不能作为产量分队的依据；而就密度计来说，它是现场运用最为普遍的，但是，干扰因素较多，如易结垢、含沙、含气、漂移频率等，它所检测出来的数据，无法保证其准确性。
所以，在石油产业的发展中，一直对原油的在线含水测量工作进行研究，以期望能够筛选出既能适应石油开采现场工况，又能准确测出原油含水数据，还能耐用的含水分析仪，保障原油开采的质量。
1原油含水测量的意义原油含水测量对于原油生产有着重要意义。
原油含水测量所得的原油含水率，是原油生产中的重要数据，是计算油井产油量、评价一个油田的藏油开采价值、采出程度以及制定对应开采方案的重要指标。
原油含水率的在线检测是油田地面计量的一个重要环节，对于确定油井出水量、出油的地下层，估算该地的油田产量和油井的开发年限具有重要意义。
同时，准确的原油含水数据可以反映出该油井的实际产油状态，对于实现油田的自动化管理具有重要作用。
所以，原油含水测量技术保证是原油的生产和运输的重要保障。
5原油乳化液及其含水率的测量(原油含水分析仪及配套自动加药装置的应用)
原油乳化液及其含水率的测量
我们学过物理和化学的人都知道，原油的密度（一般为0.8-1.0g/cm3，其性质因产地而异）远远低于水的密度，而且，原油与水是不发生任何化学反应的。
再根据高分子化学性质的“相似相溶”原理，油、水之间也是互相看不顺眼对方，是完全不能互相溶解的一对冤家。
所以，按书面道理，原油即使在高压地层油藏区邂逅到地下水（H₂O）时，由于它们三观截然不同，也应该清晰的分层而居（大密度的水在下沉着，油在上浮着，泾渭分明），原油的含水率应该铁定为0%，这才符合经典物理（化学）原理。
但是，大自然就这么神奇，它就像4℃以下的纯水，它的性质就突然变成“冷胀热缩”一样奇诡。
原油，它竟然在地层深处巧妙的与水完全融合在一起---它们俩以极为细小的“油包水”及“水包油”的乳化形式紧紧的偎依在一起。
即使它在走出井口后的压力突降（由几十MPa突然降到0.6MPa左右）环境中也不分离，甚至，在无压状态时，油与水抱在一起的稳定性依然坚贞，人类非常难以依靠密度差破解它们之间的链接。
为准确测量原油含水率，我们需要一款ALC05系列井口原油含水分析仪，此款设备能够适应含气、含泥沙等极端工况，即使气液间歇流的情况，也能精确测量出油水混合物的含水率。
另外针对泡沫油和油水乳化严重的工况，还可以选配在线加药装置，定时定量注入破乳剂、消泡剂等助剂。
此款产品及配套装置已在全国各大油田得到了广泛应用。
图1：ALC05系列井口原油含水分析仪
图2：ALC05原油含水分析仪配套使用在线加药装置。
原油含水测量中含水分析仪的应用研究
原油含水测量中含水分析仪的应用研究[摘要]原油含水测量技术是制约油田产量分队计量的一大难题。
在我国，含水测量最初采用密度计。
但是，经过多年的实践发现，密度计存在易结垢、易干扰等缺点。
这些缺点导致密度计测量原油含水的准确率受到质疑。
鉴于实践需要，近几年来，各种含水分析仪出现并运用于原油含水测量。
从测量原理来说，可以大致划分为三类：电学特性测量原理、密度测量原理和同位素法测量原理。
文章通过论述含水分析仪在原油含水测量中的应用，分析原油含水测量存在的问题，提出相应的意见。
[关键词]原油含水测量；含水分析仪；测量原理[DOI]10.13939/jki.zgsc.2016.02.052原油含水测量给油田的开采和管理带来了一定的难度，影响着采油成本控制。
目前，我国转油站对外输出原油的含水检测主要采用的是手工化验和密度计。
这两种检测方式，都存在一定的弊端。
就手工化验来说，它无法实现实时检测，检测出来的数据不能作为产量分队的依据；而就密度计来说，它是现场运用最为普遍的，但是，干扰因素较多，如易结垢、含沙、含气、漂移频率等，它所检测出来的数据，无法保证其准确性。
所以，在石油产业的发展中，一直对原油的在线含水测量工作进行研究，以期望能够筛选出既能适应石油开采现场工况，又能准确测出原油含水数据，还能耐用的含水分析仪，保障原油开采的质量。
1原油含水测量的意义原油含水测量对于原油生产有着重要意义。
原油含水测量所得的原油含水率，是原油生产中的重要数据，是计算油井产油量、评价一个油田的藏油开采价值、采出程度以及制定对应开采方案的重要指标。
原油含水率的在线检测是油田地面计量的一个重要环节，对于确定油井出水量、出油的地下层，估算该地的油田产量和油井的开发年限具有重要意义。
同时，准确的原油含水数据可以反映出该油井的实际产油状态，对于实现油田的自动化管理具有重要作用。
所以，原油含水测量技术保证是原油的生产和运输的重要保障。
2含水分析仪的分类我国目前石油产业中，主要使用的原油含水分析仪有以下几种：密度计测含水、y射线测含水、射频导纳测含水、短波吸收测含水。
原油含水分析仪
原油含水分析仪原油含水分析仪：研究、原理和应用一、引言原油是地球上最重要的能源资源之一，其在全球经济中起着举足轻重的作用。
其中，原油的水分含量是一个重要的指标，对于石油行业的生产和加工都有着重要的影响。
因此，开发一种可靠、准确测试原油水分含量的分析仪器是非常必要的。
本文将介绍一种常用的原油含水分析仪，包括其研究背景、工作原理和应用领域。
二、研究背景原油中的水分含量对于石油行业来说是一个非常重要的参数。
水分的存在会导致石油运输和储存过程中发生一系列的问题，例如，水分会与原油中的硫化物和酸结合生成硫酸和硫酸盐，加速管道和储罐的腐蚀。
此外，原油中水分的存在还会影响炼油过程中的分离效果和产品质量，降低炼油设备的效率和使用寿命。
因此，准确测试原油中的水分含量对于石油行业的生产和加工具有重要意义。
三、工作原理原油含水分析仪是一种通过物理和化学方法测定原油中水分含量的仪器。
其工作原理基于原油中水分的物理性质和化学反应。
下面将介绍该仪器的主要工作原理。
3.1 物理性质测量原油中的水分可以通过物理性质进行测量。
该仪器通常采用电容法或红外法来测定原油中的水分含量。
电容法是通过测定原油与电极间的电容变化来获得水分含量的信息。
而红外法则是通过测量原油中水分对红外光的吸收程度来确定水分含量。
3.2 化学反应测量除了物理性质测量外，原油中的水分也可以通过化学反应进行测量。
例如，采用卤素酸钾滴定法，通过卤素酸钾与水分反应生成的卤化钾的量来间接测定水分含量。
此外，还可以采用重量法，通过测量原油样品加热后水分挥发的质量变化来测定水分含量。
四、应用领域原油含水分析仪主要应用于石油行业的各个领域，包括生产、储运和炼油过程。
4.1 生产领域在原油生产过程中，准确测试原油中的水分含量对于生产工艺和装备的运行非常重要。
通过使用原油含水分析仪，生产人员可以及时了解原油中水分含量的变化，以调整生产参数，保持生产过程的稳定性和高效性。
4.2 储运领域原油的储存和运输是石油行业不可或缺的环节。
射线型原油低含水仪在计量监测中的应用
射线型原油低含水仪在计量监测中的应用【摘要】射线型原油低含水率自动计量系统于1998年在中原油田输油管理处开始使用，经过8年的使用表明，其性能指标均达到理想效果。
但当原油品质发生变化时，该仪表测量面临新问题，就需要一种更新的仪表解决。
为此，我们又提出了新的检测思想，其原理是基于油、气、水三种不同介质对两种能量的γ射线的吸收不同，通过检测γ射线穿过油、气、水的混合物后的透射计数，特别是修正了由于原油中含气（乳化或游离）对含水率测量的影响，经过理论计算，实现对原油含气、含水率的在线分析。
【关键词】含水率；计量；射线；吸收一、前言中原油田目前主要采用注水采油工艺，采出原油含水率普遍偏高，各采油队将混合液汇输到联合站经过高效三相分离器处理，最后通过流量计与油气储运管理处进行交接。
对原油的计量主要采用含水仪配合流量计的方法。
目前测量原油含水率的技术中，主要有人工蒸馏化验法、电容法、短波法、微波法（或射频法）、振动密度计法，但这些技术都属于接触式测量都，有一定的局限性。
而中原油田所产原油的腐蚀性较强，结垢、结蜡严重，致使仪表长期运行的可靠性差，原油计量自动化情况始终处于一个较低水平，给油田开发管理带来诸多不变。
射线型原油低含水仪正是为解决上述诸多问题而开发研制。
中原油田油气储运管理处自1998年以来推广应用了14台，如油库来油计量及各采油厂交接点处分别安装了射线型原油低含水仪，用于含水监测，使用效果很好，为油田原油交接计量节省了人力、物力和财力，显示出良好的社会和经济效益。
二、工作原理射线型原油含水率自动监测仪是根据低能γ光子在与被测介质相互作用时的吸收衰减原理设计的工业同位素仪表，其工作原理是：具有一定初始强度的γ射线穿过油、气、水三相混合介质，通过探测器分别在其透射方向测出透射计数，然后进行计算，得到其混合介质的油水体积比，从而得到含水率。
具体方法如下：当一定能量的γ射线穿过一定厚度的某一介质时，其衰减后强度满足指数衰减规律，即N=N0exp（-μx）式中：N0─γ光子源强度；N─衰减后的强度；X─射线穿过某物质的厚度；μ─某物质对γ射线的吸收系数，它与物质的密度有关。
智能擦除式原油含水率测定仪的应用
１智 能擦 除式 原油 含水 率测定 仪
（ １ ） 工作 原理 智能擦 除式原 油含 水率 测定仪 由传 感 器、
一
次表 头 、 信号 控 制采 集 器、 小型Ｐ Ｌ Ｃ系统 、 触 摸屏 五部 分 组
传 感器 采用短 波 吸收 原理 。 利用 含水 率 与短波 吸 收能 量
向。 Ｍ 转油站内的外输 油管线从弯头至闸门中心的距离仅为０ ． ８ 米， 立管高度仅为０ ． ５米 ， 无法满足测定仪传感器的安装要求 。
工艺安 装设计思路 是在外输 油管 线上安装 高 １ ． ８米 、 跨度
１ ． １ 米的 倒ｕ 形管线 ， 在 倒Ｕ形 管线两侧 安装 闸门以便控 制流 程， 利用倒ｕ形管线形成的立管以满足传感器的安装高度要
感 器垂直 安装 于液体 的逆 流方 向 ， 以免传 感器 内部积 聚包 泡 ， 使探头 到达与油 充分接触 的位置后 ， 通过螺 栓与法兰将 传感器
强度 ， 提 高 了含水 率测量 的科学合理性 ， 为 油田的脱水 、 集输及 计 量提供 了科学依据 。 油水 混合物的 电磁性 质随含 水率发生变 化， 对 于高含水 率的混 合物 ， 油是 分散相 ，水 是连续相 ， 传 感器 利 用 了短波 吸收的原理 ， 从而测 定含水率 ， 并应用于生 产实际 。
求， 将外输 油管线上现有 闸门设计在 倒Ｕ 形管线开 Ｉ Ｚ ｌ 处的 中间 位置， 以便 日常操作 。 这样 设计既满足 了传感 器的安装 条件 ， 又
不影 响站内流程 ， 而且还 充分利用 了现有 的可用空 间。
另外 ， 在原 油的计 量过程 中 ， 原油 含有大 量的蜡 、 碱、 砂 等
原油储罐在线含水检测技术在孤岛油田的应用
流 的相 流分 布系数 ， １ ； 。 。 为 油气泡 绝对 浮升 速度 ， ｍ／ ｓ ； 为油气 泡平 均指数 ， 取 一 ２ 。 Ｃ、 通 过对 动态试 验数 据 的线性拟 合确 定 。 将式（ ２ ） 两 边 同时除 以 。 。 （ １ 一Ｙ 。 ， ） ， 并令 ：
［ 作 者简介 ］王风 波 （ １ ９ ７ １ 一 ） 。男，２ ０ ０ ４年 大学毕业 ，工程师 ，现主要从事石 油工程技术研究与采油地面管理。
石 油 天 然 气 工程
２ ０ １ ３ 年３ 月
：
Ｃｖ ＋ 。 。（ １一 Ｙ。 ， ｇ ） ”
（ ２）
式 中： 。 ， 为油气 两相 流表 观速度 ， ｍ／ ｓ ； ｙ 。 为油气 两相 流持 率 ， １ ； 为 混合 流体平 均流速 ， ｍ／ ｓ ； Ｃ为 三相
水 检 测 技 术 和 电磁 波 设 计 测 量 原 理 ，结 合 现 场 试 验 情 况 进 行 数 据 校 正 ， 成功 地 实 现 了输 油 管道 中 原 油含 水
率 的在 线准 确 测 量 与 预 警 。 ［ 关 键 词 ］ 原 油 储 罐 ；原 油 含 水 ；在 线检 测 ； 电磁 波
石油天然气学报 （ 江 汉石 油 学 院 学 报 ）２ ０ １ ３ 年３ 月 第３ ５ 卷第３ 期 Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｏｉ ｌ ａ ｎ ｄ Ｇ ａ ｓ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ（ Ｊ ． Ｊ Ｐ Ｉ ）Ｍａ ｒ ． ２ ０ １ ３ Ｖ ｏ １ ． ３ ５ Ｎ ｏ ． ３
显 示等 。高 、低 含 水监 测仪 的结 构 、 电气 线 路相 同 ，只是 二者 的工 作状 态不 同 、曲线 校正 不 同。
天线 与输 油管 线 同轴 安装 ，电磁波 电流 通过 天线 注入 原油 介质 ，因水对 波 的吸 收最大 ，而 油对 于射
原油水分分析仪
专用的 19 芯导线, 22 AWG, 3 层缠绕, ½寸直径, 专用的工厂安装的军用接头 (装甲电缆不 可用). 电子及测量部分的最大长度不超过 150 英尺; 电缆应装在导管内. 一根 14 标准尺 的地线一定要连接在测量及电子部分之间以确保正常操作及满足防爆的要求。
仅水相
+/- 0.1% 油相 +/- 0.1% 水相+/- 0.3%
分辨率 流体温度
高温性
0.01% 15- 70℃ 15 -105℃
0.10% 15 - 70℃ 15 - 105℃
水相 +/- 0.5
0.10%
0.10%
15 - 70℃ 15 - 70℃
15 - 315℃ 15 - 315℃
0.10% 15 - 70℃ 15 - 315℃
可选 38℃ to 315℃
低温可选 认证: CSA, FM, CE & EEx (可选)
仪表电子单元机箱:
标准的防爆机箱: 17.4 高 x 14.0 宽 x 9.9 长（寸）; 59 磅., NEMA 4,7& 9; Class 1, Div. 1, Groups C&D; EEx d IIB T5 89℃ - IP66 (可选); 见 图 1 玻璃纤维防尘防雨机箱: 16.3 高 x 10.5 宽 x 7.9 长（寸）; 17 磅., NEMA 4; 见图 2
参数 范围 精度
重复性
低量程
0-4% & 0-10% 0% +/- 0.2%
+/-0.1% 4-10%
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原油含水率自动监测仪在油田的应用
【摘要】原油在生产过程中，从油井中采出的原油是油、水、气和含有其它杂质成分的三相流体。
因原油含水率、含气率的波动等因素所造成原油交接计量误差大的问题，经常造成原油交接计量纠纷及人财物的浪费。
射线型原油含气、含水率自动监测仪和射频含水分析仪在油田联合站的使用，解决了无法连续计量的问题，避免人了工误差。
使用这两种仪表在中原油田的原油计量中发挥了明显的优势。
【关键词】含水率射频γ射线含水分析仪
1 引言
中原油田目前主要采用注水采油工艺，采出原油的含水率普遍偏高，各采油队将混合液汇输到联合站经过分离处理，随后进行油、气、水的计量，以前对原油的计量主要有人工蒸馏化验法、振动密度计法等，但这些技术都有一定的局限性，可靠性差，尤其是这些方法都无法消除含气对含水率测量带来的影响，因而使原油计量始终处于一个低水平，给油田开发管理带来诸多不便。
中原油田文一联合站主要接收由采油一厂七个采油区管线输送和油罐车拉来的原油，这两种来油方式给原油计量外输带来了很大不便。
用人工进行化验要求取样频繁工作量大，测出的含水率不是连续值，误差较大，无法准确计量。
2 在油田的应用
2.1 射线型原油含气、含水率自动监测仪的应用
在对七个采油区管线输送的来油，中原油田采油一厂文一联合站在集油岗的来油管线上安装了七台ysqf-i射线型型原油含水含气分析仪外加计数流量计，使各个采油区经过管线输送进站的原油产量计算得到了很好的解决。
这套系统的配置是：给每个采油区输送来的原油，在管线上配有台射线型含水仪，附加计数流量计，数据传到微机系统，系统将采集到的原始数据进行后台整理，并处理计算，对各采油区的油、气、含水率进行实时监测，以报表和趋势图的形式显示在微机大屏幕上，直观明白易于操作。
射线型含水仪的测量管道安装在原油分离器的进口，来油经过管道，每个放射源所发出的强度不太高的γ射线穿过油、水混合介质，通过探测器计数，然后进行分析计算总结，从而得到含水率，这样的结果准确客观。
这套系统的一次仪表包括测量管道、探测器和放射源组成。
测量管道由耐腐蚀耐高温钢材制造，探测器是不接触原油的。
采用闪烁γ探测器性能卓越，数据精确。
施工期间对原有管线进行了改造，安置到分离器的上部使之产生合理的落差，保证来油均匀顺滑的经过测量管道，连续不间断的进行测量。
二次仪表有数字信号处理单元、模拟信号处理单元、计算机数据采集系统组成，在值班室里就可以直观的显示出连续的含水。
必须对值班人员经过专门培训，使其掌握专业的操作技术，才能更好的运行这套系统。
经一段时间测试，并进行含水取样对比，包括正常生产取样对比和调节分离器液位改变出口含水率和含气率进行对比，从表的检测计量数据对比知，仪器检测原油平均含水率为2.0%，人工检测原油平均含水率为1.8%，二者含水率检测差值为0.2%；仪器检测累计日均产油量224t，人工检测累计日均产油量223t，平均日差1t，相对误差0.3%；仪器检测累计日均液量1768立方米，，流量计人工检测日均液量1764立方米，平均日差4立方米，相对误差为0.3%。
三项计量数据平均误差在0.5%以下。
仪表的长期运行稳定性和测量误差都能满足生产计量要求。
2.2 技术特点
原油含水含气分析仪技术先进。
采用最先进的核物理技术、核电子学技术和计算机技术，是核机电一体化的高科技术产品，是一种非接触自动在线测量仪表采用了计算机技术，测量参数随时间的变化一目了然，测量精度高。
2.3 sh射频含水分析仪的应用
除了七个采油区管线来油外，还有个别不在传输系统上的油井经油罐车将原油拉到卸油台卸油，以前测定拉来的原油含水率使用人工取样，在油罐车放油的过程中，间隔一分钟取样一次，一共三次，由于原油的在罐车中油、水、气和含有其它杂质成分分层，这样取样无法准确的体现一车原油的含水率，人员站在卸油口取样，呼吸有毒有害气体，对身体健康造成危害。
sh射频含水分析仪由测量传感器，一次仪表，二次仪表，擦除控
制器，hgc-1型锦研卸油站含水自动计量监测控制微机系统组成。
测量传感器就安装在卸油口，直接和卸下得原油接触。
由于电磁波在通过介质时，或多或少的被介质吸收，不同的介质吸收电磁波能量是不同的，由于传感器发射的是短波频率，它有很强的穿透能力，可以获得精确的信号，得到准确的数据。
微机监控采用菜单化管理，中文操作，实用、友好的实时监控界面；具有实时变化趋势曲线图和历史曲线查询功能，具有数据报表存贮、查询功能。
经过一段时间的测试，每天测试的平均含水率与人工测试的含水率很接近，误差小于0.1%，单车卸车计量，消除了原油交接中的人为因素，能实时监测油罐车的卸油状态，确保油品交接公平、公正、公开。
彻底杜绝了某些拉油罐车的弄虚作假现象，减少了收油单位的经济损失。
先进的自动化产品，减少了工人的劳动强度，保护了工人的身体健康，提高了生产运行效率。
3 结论
随着石油系统经济体制改革的深人发展，采油企业内部原油生产交接计量管理变得非常重要。
文一、文三联合站担负着采油一厂七个采油区进站原油脱水及外输任务。
射线型原油含气、含水率自动监测仪，sh射频含水分析仪，实现了原油含气、含水率在线全流量的测量，消除了由于含气对含水测量带来的误差，克服了人工测量而导致的含水测量代表性差的不足。
仪表的精度不受原油的流态的影响。
这一新的测量方式将为多相流的在线监测提供了新的方法。
这项原油计量新技术在中原油田及兄弟油田得到了广泛推广应用。
参考文献
[1] 严晓靖.原油天然气分线自动计量与监测技术的开发与应用[j].内蒙古石油化工
[2] 杨长来.联合站改进工艺流程的节能效果分析[j].油气储运，2002，02
[3] 贾炜镔.射频原油含水监控系统在原油交接计量站的应用。