原油含水分析仪技术发展现状
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。
国内外原油含水率研究现状及发展趋势
国内外原油含水率研究现状及发展趋势1、国外原油含水率研究现状国外原油含水率测试技术发展较早，己经提出多种测试方法，如射线法、微波法、电容法、核磁共振法等。
国外的产品比较多，主要有:1.CM-6型智能含水分析仪图1 M-6型智能含水分析仪如图1所示为美国DE公司(DREXEL BROOK)研制的CM-6型智能含水分析仪，主要是利用射频导纳技术可以不受温度、压力以及水的矿化度带来的影响。
性能参数如表1所示:表1 CM-6型智能含水分析仪性能参数2.DC系列含水分析仪图2 DC系列含水分析仪如图2所示为加拿大ADI企业集团有限公司研制的DC系列含水分析仪，当绝缘流体(油)在两个同轴电极之间流过时，分析仪测量它的电容量的变化，电容量的变化同流体的绝缘常数变化成比例，同时采用RTD测量介质温度并进行温度补偿，由微型处理器运用数学算法把测得的电容值转换成含水量以百分比或PPM为单位输出。
性能参数如表2所示:表2 DC系列含水分析仪性能参数3. DH562化工液体水分测量仪图3 DH562化工液体水分测量仪如图3所示为美国DELMHORST品牌DH562化工液体水分测量仪，它采用大液晶屏数字化显示，易操作的导航菜单，更美观的两色橡胶手柄，和超大容量的数据存储功能。
性能参数如表3所示: 表3 DH562化工液体水分测量仪性能参数还有美国PI公司生产的采用独有的光学传感技术的红眼含水测试仪、加拿大Delt公司的电容法含水率测试仪、挪威Roxar公司和美国Phase Dynamic公司的微波法含水率测试仪等。
2、国内原油含水率研究现状在我国石油行业中所采用的原油含水率测量方法主要仍是取样蒸馏化验的人工方法，这种检测方法取样时间长，无在线性，取样随机性大，且人工误差大，费时费力，不能满足油田生产自动化管理的要求，20世纪90年代，各种在线测试原油含水率方法的研究就受到了国内相关人员的普遍关注，所应用到的方法有密度法、射线法、短波吸收法、微波法、电容法等。
静态分析型原油含水分析仪
静态分析型原油含水分析仪引言：油井采出液含水率是油藏动态分析、油井状态监测、油田产量和质量控制的关键数据，新疆油田集油区油井采出液含水率数据主要通过人工现场取样和化验室化验的传统模式取得，人工取样化验模式存在现场员工工作量大（井数多，距离远）、单井取样间隔时间长、化验误差大和人员安全（例如热采稠油高压高温）和环境（现场取样油气露天泄漏）风险高等问题，不能满足油田精细开发和安全高效生产的需要。
因此，迫切需要一种检测准确、高效简便、数据自动采集、成本适宜的含水自动分析技术用于实现集油区的油井采出液含水分析功能，大幅减少甚至取消人工取样化验油井采出液的低效人力工作。
油井采出液含水分析技术应用现状与难点：目前，新疆油田大多采用人工取样及化验的方式对油井采出液进行含水率测量。
由于受一线生产人员偏少和油井数量巨大的限制，实行“重点井一天1~2 次，普通井一周2 次”的采出液含水率人工取样及化验频次，由于油井采出液的含水变化是个时刻波动的过程，较长取样间隔的样品化验值不能很好反应油井综合含水情况，同时人工取样化验受时间、工况与化验环境差异以及人工操作甚至责任心等因素影响，检测结果也存在较大的不稳定性和误差。
在线含水分析仪根据工作原理又分为电磁波法、射频法、电容法、密度法（密度计或科里奥利质量流量计）、射线法等。
这些原理的在线含水分析仪都无法消除介质含气对含水率测量带来的严重误差影响，只适用于检测含气很低的含水原油。
由于油井采出液未进行油气分离处理，属于不稳定多相混合物（油、气、水甚至泥沙），直接应用在集油区集油管线上的在线含水分析仪无法在对管线内物性、工况频繁变化且不均匀分布的油井采出液（油气水多相流）有效检测，导致取得管线内某时刻的瞬时含水率与化验取得的“稳定样品含水率”比较误差较大。
目前，在新疆油田常规的在线含水分析仪均未成功应用于集油区油井采出液的含水分析。
静态分析型含水分析仪技术模式：针对集油区油井采出液的油气水多相流、不均匀分布及不稳定特性，我们转换采出液含水自动分析的技术思路：将采出液取样和含水化验改为就地全自动的工作模式，将管道内在线含水分析改为取样静置稳定的静态含水分析模式。
原油含水率测量技术现状与发展
原油含水率测量技术现状与发展张国军;申龙涉;齐瑞;郭荃宏;宋士祥;马跃;张纯静;孙宪航【摘要】Water content of crude oil is an important indicator. At present, there are many methods to measure water content of crude oil. In this paper, main methods of measuring water content in crude oil at home and abroad were introduced as well as measuring principle, application scope, their advantages and disadvantages, improvement measures; development trend of the measurement technology was discussed, which can provide some references for selecting suitable method to measure water content.%原油含水率是原油的一项重要指标,目前对于原油含水率的测量方法有很多.主要介绍国内外原油含水率测量的主要方法,测量原理,适用环境,各自的优缺点,方法的改进措施,以及原油含水率测量的发展趋势,为含水率测量方法的选择提供参考.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2012(041)001【总页数】5页(P59-62,72)【关键词】原油含水率;测量方法;改进措施;趋势【作者】张国军;申龙涉;齐瑞;郭荃宏;宋士祥;马跃;张纯静;孙宪航【作者单位】辽宁石油化工大学石油天然气工程学院,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学石油天然气工程学院,辽宁抚顺113001;新疆油出油气储运公司,新疆克拉玛依834002;新疆油出油气储运公司,新疆克拉玛依834002;辽宁石油化工大学石油天然气工程学院,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学石油天然气工程学院,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学石油天然气工程学院,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学石油天然气工程学院,辽宁抚顺113001【正文语种】中文【中图分类】TE622在石油工业中，原油含水率是一项重要指标，通过它可以预测油井水位，油层位置,对原油产量和开采价值进行估计，预测采出程度并制定相应的开采方案，预测油井的开发寿命有着非常重要意义。
国内外常用的石油水分检测方法及研究现状
国内外常用的石油水分检测方法及研究现状加强油品中溶解水和游离水的含量变化规律等基础研究，将是油品水分快速检测的发展方向，下面是小编搜集的一篇相关论文范文，欢迎阅读参考。
水是油品中常见的杂质，主要以悬浮水、游离水和溶解水三种形式存在于油中。
油品中含有水分会产生一系列的危害，严重影响油品的使用性能，进而缩短设备的使用寿命[1-4],因此，必须快速精确有效地测定油品中的水分。
目前，油品水分测定方法各异，种类繁多，本文介绍了国内外测量水分的研究现状，分析了各个方法的优缺点，为探索测定速度快、精密度高、操作简便的油品水分含量测定1油品的现场快速检测具有重要意义。
1水分测量方法油品中水分测定方法主要分为现场测定法、在线测定法和实验室测定法。
1.1现场测定法1.1.1视觉检测法油品中测量水分最简便的方法就是视觉观察法，俗称摇瓶子,即在室温下通过肉眼观察油品的外观[5].该法未列入石油产品实验标准，但被列入喷气燃料、军用柴油等产品标准的附注中，简便易行，广泛应用于机场和油库。
但只有当油品中游离水含量在3010-6以上时，才能被肉眼观测到。
该方法测量误差大、测试数据准确性不高、不易实现检测的自动化，同时在检测过程中的一些因素会影响油品的外观，对实验结果产生影响。
第一，随着油品的长时间沉降，油品会变得清澈，会降低油品的检测级别;第二，带色油品会掩盖油品自身浑浊，影响结果的判定。
1.1.2爆裂试验爆裂试验测量油品中的水分主要用于润滑油水分的测量，是将油品试样加热到指定的温度下，用听声音的方法，定性地判定试样中有无水分的存在，不能定量测定油品中的水分[6].由于加热只能蒸发油品中的游离水，所以该方法也不能检测油品中溶解水的含量。
同时，当油品中含有添加剂以及其他溶解物时，会表现出不同的实验结果。
比如某些合成纤维、酯类，可能不会产生响声;油品中的制冷剂和其他低沸点悬浮液加热易蒸发会影响实验结果的判定;含有挥发性有机溶剂和气体的油品可能使油品出现假阳性，也会影响实验结果的判定。
新型原油含水分析仪投用 提升油田智能化建设水平
书山有路勤为径；学海无涯苦作舟
新型原油含水分析仪投用提升油田智能化建设水平
【中国技术前沿】近日，一种新型的在线原油含水分析仪在西北油田采油一厂生产现场普及推广，为提升油田智能化建设水平、取全取准油井含水率、降低取样化验成本、减轻职工劳动强度提供了有力支撑。
新型原油含水分析仪投用提升油田智能化建设水平
原油含水率，是石油开采、石油化工行业中的一个重要参数，是油
田生产和油品交易中的关键数据，对原油的开采、脱水、储运销售及原油炼制加工等都具有重要的意义。
在我国各大油田中，测量原油含水率的方法主要是采用离线测量法，
离线测量法虽然简单，但是认为误差较大，样品代表性差，取样过程繁琐，劳动强度高，受油井压力、产气、稠油以及取样方式等诸多因素影响，有时不能准确反映油样含水状况。
近日，一种新型的在线原油含水分析仪在西北油田采油一厂生产现
场普及推广，为提升油田智能化建设水平、取全取准油井含水率、降低取样化验成本、减轻职工劳动强度提供了有力支撑。
新投用的在线含水分析仪建设在阀组、计转站内，共计28台。
单
井计量切换简单，查询方便快捷，含水数据还可以同步传输至井站的PLC 站控系统，每2小时自动记录一次数据，实现对单井含水动态监测。
另外，该设备含水数据分析，避免了原油含水样本受各类因素影响
可能造成误差，为技术人员及时掌握单井含水变化规律，迅速有效采取应对措施提供了手资料，受到一线岗位职工的广泛欢迎。
目前，我国油田中使用在线含水测量仪表越来越广泛，使用在线原
油含水测量仪表不仅能够降低取样化验的人力、物力，还能提升含水率测
专注下一代成长，为了孩子。
30在线原油含水分析仪：助力长庆油田深耕老油田夯稳“压舱石”
长庆油田深耕老油田夯稳“压舱石”据悉，今年前5个月，长庆油田已实施油水井措施2294井次，综合递减率为9.8%，月度平均递减率为1%，各项主要开发指标全面受控，牢牢把握住了老油田稳产主动权。
长庆油田的老油田产量占到总产量的90%，是推进油田效益开发的“压舱石”。
近年来，随着油田勘探开发程度的加深，开发稳产难度增大，一系列矛盾和挑战接踵而至，必须要深入推进老油田 “压舱石”工程。
今年年初以来，长庆油田全面贯彻落实“五重”技术路线，按照“完善水驱、改善水驱、二三结合”理念，重点抓好油藏综合管控、示范区建设、精细注水管理和提高采收率技术攻关等工作，助力稳产，提升开发质效。
为全力推进 “‘压舱石’工程、精细注水、油藏综合治理、提高采收率”等重点工作，长庆油田以深化油藏地质认识为切入点，严格分级分类管理，加大剩余油研究与挖潜技术攻关，精准实施油水井措施。
今年年初以来，老区自然递减率控制在10.7%、含水上升率控制在1%，总体开发形势保持稳定。
针对水驱动用程度低、注采结构不完善等矛盾，长庆油田扎实推进以精细注水为核心的降递减工程。
在 “三个重新认识”的基础上，技术人员强化三维地震、精细油藏成果转化运用，大力攻关第四代分注工艺，巩固优化 “常调剖+微球调驱”主体工艺模式。
2018年以来，通过持续开展单砂体刻画、注采关系完善、规模调剖调驱等工作，水驱储量控制程度上升2.7个百分点，动用程度上升2.9个百分点。
长庆油田以 “100万吨气驱、100万吨转方式、100万吨化学驱”提高采收率“三个一”工程为引领，有序推进提采技术攻关试验。
以黄3区CCUS国家级示范工程为引领，配套完善 “三低”油藏二氧化碳驱工艺、地面技术系列，系统推进重力辅助驱和页岩油补能试验。
通过持续优化华201、北三区段塞设计和聚表体系，攻关小井距水平井簇安全钻井、大功率连续电加热等技术难点，坚定低渗透油藏复合驱提高采收率方向，靖安油田中相微乳液驱技术、姬塬油田空气热混相驱技术已初见成效。
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原油含水分析仪技术发展现状
王国庆 张健
(大庆油田工程设计技术开发有限公司)
11含水分析仪的分类
目前,在现场使用的含水分析仪有许多种类,根据其工作原理的不同,常用的原油含水分析仪主要可分为四种:射频法、微波法、电容法和射线法。
虽然同种的含水分析仪也有不同,但其基本原理相差不大,下面对这些含水分析仪进行简要介绍。
(1)射频法含水分析仪。
由于油水对电磁波的阻抗相差较大,通过发射器对测量介质发射高频电磁波,介质中含水量不同,所产生的电磁波频率也不同,通过测量电磁波的频率就可以测量出介质中的含水量。
该类产品厂商主要有中国计量院和美国DE公司等。
(2)微波法含水分析仪。
水的电导率和传导率要远高于原油,可以利用这个差异来测量油水混合物中的水的含量,含水测量仪表利用微波的共振特性进行测量,管道的自然振动频率受管道内部介质的密度影响。
这就意味某一频率可以测量介质的密度。
通过测量共振频率和波峰宽度,就可以测量腔体内部材料的导电特性。
而且该含水分析仪在电子技术方面进行了改进,可连续进行温度和密度补偿,通过精确测量波峰的谐振频率,就可以精确测量出管道内部介质的含水值。
该类产品厂商主要有挪威R oxar公司、美国Phase Dynamic公司等。
(3)电容法含水分析仪。
由于油和水的介电常数差异较大,当介质中水含量增加会引起介电常数的增大,进而导致极板间电容增高,而电容的变化会引起振荡频率的变化,该振荡频率代表介质中的含水率,通过测量振荡频率就可以测量管道中介质的含水值。
该类产品厂商主要有加拿大Delta公司、哈尔滨电子技术研究所等。
(4)低能源含水分析仪。
利用γ射线放射源产生γ射线,用γ射线照射管道中的介质,由于油和水对γ光子的吸收率不同,介质中的含水量越高,透射的γ光子也就越少,这样探测器检测到的γ光子也就越少,通过对γ光子的计数检测,就可以对管道中介质的含水率进行检测。
该类产品厂商主要有兰州科庆公司、西安思坦公司等。
(5)电磁波含水分析仪。
通过发射电路发射高频电磁波信号,一路反馈至同轴线传感器,油水混合介质在同轴线传感器内流过,电磁波在其中传输后产生相位移和幅度衰减,然后经接收电路接收并放大处理后,送入混频器。
另一路直接送入混频器。
混频器对高频信号和本机振荡器产生的高频信号进行混频产生中频信号。
最后将混频器产生的两路中频信号进入鉴相器进行鉴相,经鉴相器处理后,得到电磁波在同轴线中油水混合介质中传播时的相位。
油水混合介质中含水率发生变化时,该相位也随着发生变化。
通过对相位的测量,就可以得到油中的含水率。
21含水分析仪的使用现状
在含水分析仪应用方面,国内外有较大的不同。
据不完全了解,国外在测量含水率较低时,主要采用电容法和微波法原理的含水分析仪,这两类仪表分辨率较高,并具有较高的测量稳定性,通过内置的温度传感器可实现实时温度补偿。
在含水率较高时,则采用微波法原理的含水分析仪。
这些仪表基本都可以通过RS232端口与计算机进行通讯和联机调试,人机界面采用菜单提示,因而其调试过程非常简单。
国外含水仪表虽然质量好、功能多、适用面广、有较好的在线补偿校准能力,但缺乏中文化、本地化,价格也较贵,同类产品的价格相当于国产的3倍以上。
而国内在含水分析仪应用方面,则显得比较多样化。
在含水率较低时,采用的含水分析仪有电容法、射频法和低能源法。
在含水率较高时,采用的含水分析仪主要为低能源法和短波吸收法。
这几种含水分析仪都是基于油水介电常数的不同,而含水原油的介电常数除受到含水率变化的影响外,还受介质温度密度变化的影响,因此要实现准确可靠的测量,这些含水分析仪必须经过温度、密度补偿。
但国内这些仪表进行温度补偿时,都是采用在管道上安装温度变送器来测量介质的温度,因而其温度补偿有一定的滞后。
短波吸收法在含水测量时,可以对瞬时含水率进行测量,但这种原理的含水分析仪在介质状态从油包水转化为水包油时,其测量特性曲线有一个拐点。
因而,在调试过程中需要找准这个拐点。
另外,这种仪表不适合介质中含气较高的测量条件。
此类仪表在现场调试时也比较麻烦,需要进行取样化验对比的含水取样点比较多。
低能源法含水分析仪测量原理主要与介质的密度有关,与介质的状态没有太大的关系,因此,其调试过程相对比较简单,一般需要两个测量点就可以完成仪表的调试,同时,此类仪表还可以对介质中的含气量进行测量。
但由于内含放射源,虽然其能量强度较低,但一般情况下,大多数用户都不太愿意接受此类仪表。
国内含水仪表与国外仪表相比,虽然没有技术质量方面的优势,所能达到的测量准确度普遍较低,但产品开发针对性强,开发过程与用户现场结合得好,因而更切合国内的实际需要和操作习惯,现场服务也比较及时。
国内含水仪表与国外仪表可以说是相互补充的,这种互补性决定了两种产品将长期共存,共同发展,以满足国内不同层次的计量需要。
我国加入WT O后,随着关税下调和仪表市场的国际化,这种差距将很快减小,含水分析仪市场将会迎来日趋激烈的竞争,从而进一步加快含水计量技术的发展进程,
为油田用户提供更多的选择机会和更好
的工业仪表,使我国含水计量水平再上新台阶。
31含水分析仪的未来发展趋势
结合国内外含水计量技术现状,未来国内含水分析仪
的应用将会逐渐与国际接轨。
目前,已经有许多厂家开始
进行微波法和电磁波法等原理的含水分析仪的研制工作,
并将在不久的将来逐步取代低能源法含水分析仪,成为主
要的含水分析仪在线仪表。
(栏目主持 张秀丽)
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油气田地面工程第23卷第5期(200415) 。