常用原油含水率测试方法
密度法测试原油含水率方法

密度法测试原油含水率方法1、测试原理密度法测试原油含水率主要是利用油水密度的差异特性,先通过实验给出油和水的密度值,再通过压力传感器测试原油的差压并计算原油的密度,最后计算原油的含水率。
由于油和水的密度会影响到原油含水率的测试,准确给出两者的密度也是工作的关键。
油的密度会受温度的影响,因此不同温度产生的影响必须具体分析。
原油的密度以及原油含水率的测试分析具体如下:在输油管道上引出一段竖立管道,如图1所示。
在竖直管道上取相距h的两点A1,A2,对应两点的压强分别为P1P2,两点之间的压差为⊿P。
图1 原油含水率测试示意图根据流体静力学原理可知:在确定高度的前提下,原油的密度和两点之间的压差成正比,因此只需测出压差就可以得到原油的密度。
原油的含水率与原油密度的关系如下:1原油质量等于水和油质量之和,即:2测试误差产生的原因密度法测试原油含水率的直接影响因素主要有:一是水的密度;二是油的密度。
首先对于水的密度,在不同环境下,水的密度基本保持不变,因此无需考虑。
其次对于油的密度,在不同环境温度下,油的密度会随着环境温度的变化而变化,因此需要着重分析。
密度法测试原理是通过油水密度的差异特性来测试原油含水率,在水的密度保持不变的前提下,油的密度小于水的密度,如果油的密度越小,则两者的差别越大,越容易区分和测试。
除此之外还应该考虑环境温度、原油的流态等影响因素,在测试过程中必须进行温度补偿来减小误差。
下面对原油含水率的误差进行具体的分析:上式给出了原油含水率绝对误差与原油密度的微小增量之间的关系。
如果让⊿ρ等于仪表测试密度的准确度时,那么由上式计算出的d 汽就是用原油密度计算原油含水率造成的误差,即仪表测试含水率的误差。
由上式可以看出:1.含水率的误差率与(Pw-Pa)成反比,即(Pw-Pa)的值越大,测试含水率的误差越小。
所以说油的密度值越小,原油含水率的误差越小。
由于温度影响油密度值,温度越高则其密度值越小:温度越低,其值越大。
蒸馏法测定原油含水率准确性探讨

蒸馏法测定原油含水率准确性探讨蒸馏法是一种常用的测定原油含水率的方法。
在蒸馏法中,通过将原油加热并将其蒸发,然后收集蒸发物并测定其中的水含量,来计算原油的含水率。
这种方法在石油行业中被广泛使用,因为它具有准确性高、可靠性强的特点。
蒸馏法测定原油含水率的准确性是一个非常重要的问题。
准确测定原油含水率对于石油加工和石油贸易有着重要的意义。
因为原油中的水分含量会影响石油的物理和化学性质,对石油的提炼和加工工艺有着重要的影响。
只有准确地测定原油的含水率,才能制定出合理的生产工艺和生产计划,以保证石油产品的质量和市场竞争力。
要保证蒸馏法测定原油含水率的准确性,首先需要注意样品的选取和处理。
采集的原油样品必须具有代表性,应该能够真实地反映原油的性质和含水率。
在样品处理过程中,应严格控制操作条件,避免使用污染物和不干净的容器,以防止对结果产生干扰。
测定过程中应选择合适的实验方法和仪器设备。
蒸馏法的原理是通过加热原油来蒸发其中的水分,在选择加热温度和加热时间时,应根据原油样品的性质和含水率进行合理的选择。
应使用精确的仪器设备来测定蒸发物中的水含量,如电子天平、密度计等,以保证测定的准确性。
还需要进行适当的数据处理和质量控制。
在蒸馏法测定原油含水率时,应进行多次重复测定,以减小误差和提高测定结果的可靠性。
要结合样品的特点和测定结果,进行数据处理和分析,通过对结果的比较和统计,评估测定结果的准确性和可靠性。
蒸馏法是一种准确测定原油含水率的方法。
要保证测定结果的准确性,需要在样品的选取和处理、实验方法和仪器设备的选择、数据处理和质量控制等方面进行合理的控制和调整。
通过科学的方法和严格的操作,可以得到准确可靠的原油含水率测定结果,为石油生产和加工提供有力的支持。
原油测含水离心法标准

原油测含水离心法标准
原油测含水离心法是一种常用的测定原油中水分含量的方法。
该方法基于离心分离原理,通过离心机将原油和水的混合物进行分离,从而测定原油中的水分含量。
以下是原油测含水离心法的一般步骤:
1.取一定量的原油样品,将其放入离心管中。
2.向离心管中加入一定量的水,使原油和水形成混合物。
3.将离心管放入离心机中,以一定的转速和时间进行离心分离。
4.离心分离后,原油和水会分成两层,上层为原油,下层为水。
5.通过测量下层水的体积,可以计算出原油中的水分含量。
需要注意的是,原油测含水离心法测得的水分含量一般为原油中的游离水,不包括溶解在水中的水分。
此外,该方法受到离心机转速、时间、温度等因素的影响,因此需要进行严格的实验条件控制。
原油测含水离心法是一种常用的测定原油中水分含量的方法,其原理基于离心分离原理。
该方法需要进行实验条件控制,以保证结果的准确性和可靠性。
原油含水测定方法与应用浅论

原油含水测定方法与应用浅论
原油含水是指原油中所含的水分的含量。
对于石油工业来说,原油含水的准确测定具
有重要意义。
因为原油含水的含量越高,石油的市场价值就越低,且会影响到石油加工的
质量。
因此,准确测定原油含水的含量对于石油采油、储运及加工等方面都具有重要的意义。
本文将简要介绍一些常用的原油含水测定方法及其应用。
1. 滴定法
滴定法是一种常用的原油含水测定方法。
在实验中,将一定量的原油在一定条件下蒸馏,经过收集和测定油相的质量,根据水相的重量和体积计算原油含水的含量。
2. 红外光谱法
红外光谱法是一种快速测定原油含水的方法。
该方法不需要用任何化学试剂,而是利
用原油与水的特性吸收红外光的不同波长,根据吸收峰的强度比来测定原油中的水含量。
3. 密度法
二、原油含水的应用
1. 石油采油
原油采油过程中,需要根据采油地区的情况确定采油方式和液体注入量等参数,从而
控制原油的含水量,以提高采油效率。
2. 石油储运
在石油储运过程中,需要实时监测原油的含水含量,以确保石油在储运过程中的质量
和稳定性。
3. 石油加工
原油中含有的水分对于石油加工的质量和效率都会产生影响,因此需要控制原油中的
水分含量,以提高石油加工的质量和效率。
总之,对于石油工业来说,准确测定原油含水的含量对石油采油、储运及加工等方面
都具有重要的意义。
目前,滴定法、红外光谱法和密度法是最为常用的原油含水测定方法,具有准确性和实用性等优点,在实际应用中可以根据需要选择合适的方法进行测定。
蒸馏法测定原油含水率准确性探讨

蒸馏法测定原油含水率准确性探讨原油中水含量的测定是油气勘探开发中的一个重要参数,对于原油市场、原油储运和原油质量评价都具有重要意义。
而蒸馏法是目前比较常用的原油含水率测定方法之一,它通过对原油的加热蒸馏,利用蒸汽与水的分离度差异实现含水率测定。
但是,蒸馏法中存在一些不确定因素会影响其测定准确性,因此需要探讨其可靠性。
首先需要了解蒸馏法原理及测定步骤。
蒸馏法是指利用原油不同的沸点温度分离出不同馏分的方法。
在测定原油含水率时,需要用到一个分液漏斗和一个烘箱。
首先,将待测样品加入分液漏斗中,并将之与水混合,然后加热使其水汽化。
待水汽化一定时间后,将分液漏斗旋转,将两个液体进行分离。
在这个过程中,水汽会随着剩余油一起升腾,当到达一定高度时,水汽会被液体收集装置收集起来。
然后,将收集到的水汽取出并放入烘箱中烘干,最后用天平测量烘干后的水汽的质量,就可以计算出原油中的含水率了。
在使用蒸馏法测定原油含水率时,需要注意以下几个因素。
1.样品选择。
原油中含有多种化合物,而不同的化合物的沸点不同,会影响测定结果。
因此,需要选择石油化工行业常用的标准原油,并对不同类型的原油做好分类和档次。
这可以提高测定结果的准确性。
2.加热温度和时间。
在蒸馏过程中,加热的温度和时间会影响水汽分离的速度和差异,从而影响含水率测定的准确性。
如果加热过程中温度过高或者时间过长,会导致原油的挥发性增加,并降低测定结果的准确性。
3.分液漏斗和收集装置。
要求分液漏斗密封性良好,不受外部环境影响,并且要有足够空间以保证分离效果。
收集装置也需要密封性良好,避免收集到的水汽再次与油混合。
综上,蒸馏法测定原油含水率是一种简单有效的方法,但是需要结合实际情况选取合适的样品,掌握合理的加热温度和时间、合理的分液漏斗和收集装置、合理的烘箱温度和干燥时间等因素,才能准确测定原油含水率。
原油含水测定

原油含水的测定一.测定原油含水的意义:1.提供计算纯油量的依据,计算出总液量后,减去水量,方可得到纯油量。
2.测出水份,根据其含量高低,确定脱水方法及检查脱水效果,可掌握外输含水情况。
3.从单井的含水变化了解油田动态,确定合理的工作制度。
4.配合试油分层测试,了解分层含水率,评价油层工业价值。
5.含水测定准确与否,是造成输差的主要原因之一。
二.原油含水测定的方法:(一)原理:本方法是将原油与无水汽油混合,于烧瓶中加热沸腾,收集其冷凝下来的水量,其水份含量按水份接收器刻度读数,用重量百分数表示。
(二)方法:1.将油样在不超过50°C 的温度变化下溶化,并充分搅拌,使油水混合均匀。
2.向预先洗净不带水份的烧瓶中,称入适当重量的原油,称准至0.1g。
3.用量筒量取 100ML 无水汽油,注入烧瓶中,并摇晃使其溶解。
4.蒸馏高含水原油或者粘稠原油时,为防止冲油,应先向烧瓶中加入沸石,浮石或者一端封闭的玻璃毛细管。
5.仪器安装,将洗干净的接受器,用它的支管紧密的安装在圆底烧瓶上,然后在接受器上端连接冷凝器,冷凝器的内壁要事先擦拭干净。
6.加热烧瓶,并控制回流速度,使冷凝管的斜口每秒滴下2---4 滴液体,不可暴沸。
7.当接受器内水份不再增加,而且溶剂的上层完全透明时,应停止加热回流的时间应该在 30-45 分钟之间为宜,最长不超过 1 个小时。
蒸馏完后,用金属丝带胶头的一端将冷凝器内壁上的水刮进接受器里。
8.待稍冷却后,将仪器拆除,读出接受器中收集的水的体积。
当接受器内液体呈现浑浊无法读数时,将接受器放入 70°C 热水中使其澄清后再将接受器置于接近室温方可读数。
三.试样水份重量百分数X 按下式计算:X( %)=V/G*100式中:V—在接受器中收集水的体积(ML)G—式样的重量注:水在室温时密度可视为1,因此用水的毫升数作为水的克数。
四.方法概要:1.溶剂:工业溶剂油或者80--120 °C馏分的直流汽油,溶剂在使用前必须进行脱水。
蒸馏法测定原油含水率准确性探讨

蒸馏法测定原油含水率准确性探讨原油是一种重要的能源资源,对原油中的含水率进行准确测定是石油化工生产中的重要工作之一。
目前,常用的测定原油含水率的方法包括离心法、蒸馏法、化学分析法等。
其中蒸馏法在工业生产中应用广泛,由于其操作简便、快速、准确性高的优点,因此受到了广泛关注。
蒸馏法在测定原油含水率过程中,存在着一定的误差和不确定性,这给工业生产带来了一定的风险。
对蒸馏法测定原油含水率的准确性进行探讨,对提高工业生产的质量和效率具有重要意义。
一、蒸馏法测定原油含水率的原理蒸馏法测定原油含水率是利用原油和水的沸点差异来进行分离的。
一般情况下,原油的沸点范围在100℃以上,而水的沸点在100℃,这种沸点的差异为蒸馏法测定原油含水率提供了可行性。
蒸馏法的操作步骤如下:1. 取少量原油加入蒸馏烧瓶中;2. 在标准条件下对原油进行蒸馏;3. 将蒸馏后的气体通过冷凝器冷却成液体;4. 将液体分为两层,上层为原油,下层为水,进而可以根据分离的水量和原油量来计算原油中的含水率。
虽然蒸馏法是一种简便快捷的测定原油含水率的方法,但其准确性却受到了一定的质疑。
蒸馏法测定原油含水率的准确性主要受到以下因素的影响:1. 原油的成分复杂性:原油由多种化合物组成,这些化合物的沸点范围可能与水存在重叠,这就导致了在蒸馏过程中,不能完全把水和原油进行分离。
2. 蒸馏条件的控制:蒸馏法测定原油含水率的准确性还受到蒸馏条件的控制的影响。
蒸馏过程中温度的控制、冷凝器的效率等因素都会对含水率的测定造成影响。
3. 操作人员的技术水平:蒸馏法测定原油含水率的准确性还受到操作人员的技术水平的影响,如果操作人员操作不当,便会导致结果的误差。
由上述因素可知,蒸馏法测定原油含水率的准确性并不完全可靠,因此在工业生产中需要对其准确性进行一定的探讨和研究,以提高含水率测定的准确性,提高生产的质量和效率。
为了提高蒸馏法测定原油含水率的准确性,可以从以下几个方面进行探讨和研究:1. 优化蒸馏过程:对蒸馏过程中的温度控制、冷却效率进行进一步的研究,以提高原油和水的分离效果。
5 标准号:D4006-81 原油含水量测定

标准号:D4006-81蒸馏法测定原油含水的试验方法1.适用范围:1.1本方法适用于测定原油中的水含量1.2本标准并未对相关的所有的安全问题都提出建议。
因此,在使用本标准之前应建立相应的安全和健康防护措施并制定出相关制度及适用范围。
(见图6.1和A1.1)2.参考文献:2.1 ASTM标准:D95蒸馏法测定石油产品和沥青材料的含水率D96离心法测定原油中的水分和沉淀物(现场流程)D473抽提法测原油和燃油中的沉淀物D665含水的抗锈性抑制矿物油D1796离心法测定原油与燃油中的沉淀物(实验室流程)D4057石油与石油产品的人工采样D4177石油与石油产品的自动取样E123蒸馏法测定含水量试验仪器的规格2.2 API标准:MPMS8“石油与石油产品取样”3.试验方法概要:3.1在试样中加入无水溶剂,并在回流条件下加热蒸馏。
冷凝下来的溶剂和水在接受器中逐步分离,水沉降到接受器底部,溶剂返回到圆底烧瓶中。
4.用途及重要性:原油中含水量的数据对原油的精炼,销售和运输有重要意义。
5.仪器设备:5.1蒸馏仪器:装配及详细规格见图1,由圆底烧瓶、直管冷凝器、带刻度的玻璃接受器及加热器组成。
其它型号的蒸馏仪器的规格分类如E123。
这些仪器,只要能满足其它选定仪器的精密度要求,都可以使用。
5.1.1蒸馏烧瓶:应使用带有标准磨口接头的玻璃制1000mL圆底烧瓶,它装有一个带刻度值的并经检定合格的5mL的E123型的脱水器,其接受器最小刻度值为0.05mL。
接受器上部装有一个400ml长的直冷凝管,直冷凝管顶部装有一个带干燥剂的干燥管(防止空气中的水分进入)。
5.1.2加热器:能把热量均匀地分布在圆底烧瓶底部的煤气加热器或电加热器均可。
为了使用安全,最好使用电加热套。
5.1.3试验所用仪器通过第9部分所述标定技术并得到令人满意的结果时,为合格。
图1蒸馏仪器装置图(略)6.试剂和材料:6.1 二甲苯(注意:二甲苯极易燃,蒸气有毒):试剂纯。
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常用原油含水率测试方法定过程中消耗的卡氏试剂的量,计算原油的含水率。
卡尔·费休法是有水存在的条件下,样品中含有的水与卡尔·费休试剂中的产生化学反应。
但这个反应是可逆反应,如果想让化学反应一直向正方向发展,则需要加入适当的碱性物质以中和生成的硫酸,这就需要在溶液中加入吡啶来消耗己经生成的硫酸,其化学方程式为:C5H5NS03不稳定,会与原油中的水发生反应,消耗掉一些水从而影响测试结果,为了使它稳定,需加入无水甲醇,在无水环境中进行实验。
在整个实验过程中通过阴阳电极来判断原油中的水分是否被完全消耗,当原油中的水分被完全消耗掉之后,电极将不会导电,此时读出消耗的卡尔.费休试剂的体积,即可计算出原油的含水率。
图3所示的检测仪器是由南京科环分析仪器有限公司生产的KF-1B型水分测定仪,就是使用卡尔·费休法。
KF-1B型水分测定仪所使用的标准是GBlT11146-2009,目前己经可以进行工业化原油含水率的检测分析。
图3 KF一1B型水分测定仪但是卡尔·费休法只适用于微含水量的分析,对于高含水率的分析就有些“力不从心”了,对于高含水率的原油会增加检测人员的工作量。
虽然卡尔·费休试剂可以多次使用,但是也存在失效问题,对同一样品进行的多次测试,结果难以相同,因此无法对测定的结果做出准确的判断,且测试所使用的溶剂也会污染电极的表面。
同时,卡尔.费休法对于外界环境要求比较高,整个实验过程必须在完全密闭的空间中进行,否则空气中的水分会影响测试结果,因此也不适合野外作业。
2原油含水率动态测试方法分析随着科技水平的提升,原油含水率动态测试方法在油田生产中得到了快速的发展,国内外先后开发出许多在线测试仪器,使用这些仪器后降低了劳动强度,节约了生产成本,提高了测试速度和测试精度,使油田自动化生产水平上升了一个新的高度。
目前常用的动态测试方法有:电磁法、密度法、电容法、超声波共振法、红外光谱法以及过程层析成像法等。
2.1电磁法近些年的研究中,学者们更倾向于从电磁波的角度来研究原油含水率的测试方法,做了大量的调查研究,并取得了不少成果。
目前市场上也有很多种基于电磁波法测试原油含水率的仪器。
依据不同的电磁波频率,目前市场上使用的电磁波主要有:微波、短波、红外线、x 一射线以及Y射线。
基于电磁波测试原油含水率的方法主要有两大类,一是通过电磁波的共振技术来测试原油含水率;二是利用混合介质对电磁波的吸收特性来测试原油含水率。
1.γ射线法γ射线法主要是运用.γ射线透射的有关性质以及不同厚度的介质衰减程度不同的原理。
首先.γ射线源会产生射线,当.γ射线透射过介质时,会与介质原子发生光电效应、康普顿效应和电子效应。
由于油和水对.γ光子的吸收率不相同,因此通过油水两种介质对同一.γ射线的线性吸收系数差别来计算原油的含水率。
γ射线与物质的一次碰撞中损失其部分能量,y射线穿过物质时,它的强度按指数规律衰减,如图4所示,当一束初始强度为风的.γ射线透射过厚度为x的介质时,其衰减强度为N X,则可由式子表示:但在现场仪器的设计应用过程中,窄束条件难以实现,为此在现场的实际应用中多数采用准窄束条件,即光子衰减规律为:B与光子能量、介质性质、仪器构造相关,需通过测试来确定。
u 代表介质对γ射线吸收能力,它与γ射线的能量以及介质成分相关。
u 值越小,表示介质对射线的吸收能力越弱,。
值越大,则介质对射线的吸收能力越强。
图4 γ射线透射原理图图5 γ射线法测试系统结构框图如图5为γ射线法的系统结构框图,γ射线法一般运用于在线检测,其量程较宽,采用的是非接触测试方式,所以以此方法生产出来的仪器适合在一些恶劣环境及条件下工作,不会因为管道内因结垢、结蜡而导致测试误差,除此之外,这种测试仪器工作稳定性好,可长期运作,安全可靠,可以进行连续在线测试,而且易于操作,便于生产自动化管理,同时提高生产过程和管理过程中的自动化水平。
当然该仪器的缺点也相对较多:对60 MeV的γ射线来说,油和水的吸收系数相差太少,仅仅20%,因此仪器测试结果的精确度不高;造价高,使用方法复杂且不便于维修;存在射线辐射,使得使用仪器的油田工作人员有抵触心理。
2.短波吸收法短波吸收法是通过电磁波的形式使电能辐射到混合介质中,其频率范围在3-30MHz。
短波频率段的电磁波与介质作用主要体现在吸收能力上,根据油、水这两种介质对短波吸收能力的不同,检测出油、水混合液中水的含量。
图6为短波吸收法测试原理框图。
图6 短波吸收法测试原理框图电磁波穿过介质后,一部分被吸收,其强度只与油水乳化液中水占得比例相关组成指数规律,这种能量的减小服从朗伯一贝尔定律,即:由上式可看出,当I出一定时,电磁波的入射波强众与介质的分子数N成指数变化规律,其中介质吸收系数刀由介质自身特性决定。
因此不同介质吸收系数的不同导致此公式只适用于频率单一的电磁波。
若介质由多种物质构成,则公式应变为:因此,在原油介质中,公式转变为:从上式表明电磁波入射强度人与原油含水率的响应为指数型,在此原理的基础上能够实现原油含水率的测试。
虽然短波吸收法测试原油含水率只适用于高含水阶段的油井,但是短波吸收法对原油温度和含盐量不敏感,因此,温度漂移以及水的矿化度对测试精度的影响非常小,但同样由于采用电磁波技术,致使该方法所生产出的产品成本特别高,使用和维护困难,阻碍了对其的运用。
3.微波法微波是一种高频电磁波,频率范围约为300MHz-300GHz(波长1米~1毫米),其传输主要依靠交变电场和交变磁场的相互感应。
在微波通过电介质的时候,电介质会被极化,从而造成微波能量的衰减,从而可以测试出当微波通过待测物质时,前后衰减的变化值会间接反映物质的一些特殊性质。
图7 微波与介质作用示意图图7为微波与介质相互作用后,反射与透射及介质损耗形式示意图。
微波法的原理是基于介质对微波的吸收原理,利用传感器将含水率转化成电信号进行测试,然后输入到仪表的模拟输入通道。
在微波电场中,水的储能系数E HW,和耗能系数Ecw都比较大,而油的储能系数。
和耗能系数Ec。
都比较小因此水分对微波的吸收效果最明显。
基于微波法原理,采用微波反射式结构,将含水率变化引起的微波衰减量转化为电信号输出,从而建立电信号与原油含水率的关系。
图8为微波法测试系统原理框图。
图8 微波法测试系统原理框图微波法测试含水率是非接触式测试方法,可以较好地防止原油对传感器造成腐蚀性等影响,而且测试量程宽,测试系统比较牢固、小巧易携带,对人体的辐射影响也较小,测试精度、运行稳定性、安装方式等方面处于领先的地位。
但是由于油水两相流是一种非常复杂的非线性时变系统,微波和混合介质的关系理论研究并不完善,其测试结果精度受到影响。
而且由于微波系统安装困难,造价较高,因此在国内实际应用中比较少见。
4.同轴线相位法根据同轴线的传输模式,电磁波在同轴线内部的传输模式为TEM 波,不存在其它模式的波。
利用电磁波在同轴线内传播时产生的相位移和幅度衰减来测试原油含水率。
同轴线结构如图9所示,以同轴线作为测试传感器,使油水混合介质在同轴线传感器的内导体与外导体之间流过,并转换传播电磁波能量的载体,在选择正确传感器参数的基础上,保证电磁波在同轴线内以TEM波传播,通过测试电磁波在同轴线内传播的相位特性,并经过运算得到同轴线内油水混合介质的介电常数,再运用混合介质等效介电常数模型计算原油的含水率。
其测试原理框图如图10所示:图9 同轴线结构示意图图中r为内导体外径,R为测试仪器内径。
图10 同轴线相位法测试系统框图此法能够实现油井高含水状态的动态测试,在一定程度上降低了含水率波动产生的影响,同时通过传感器的优化降低水矿化度产生的影响,但是在低含水率阶段,由于测试仪器会受到流量变化产生的影响,对测试的影响较大;2.2密度法密度法是利用油、水的密度的差异特性来测试原油含水率,通过压力传感器测试原油的密度,利用原油含水率与原油密度之间的关系计算原油含水率。
密度法的优点是不受混合液相间变化带来的影响,成本低,维护方便,但是当原油含水率较低时,油的密度和原油的密度相近,导致含水率测试的误差增大,因此该方法不适用于低含水率测试。
2.3电容法1.电容法电容法的测试原理主要是利用油水介电常数的差异特性。
混合介质的等效介电常数会随着含水率的变化而变化,利用电容传感器把介电常数的变化转化为电容量的变化,然后利用电容值测试理论测得电压值,根据电压值来间接测试原油含水率。
如图11所示为同轴电容式传感器结构示意图,采用电容法研制的在线测试仪器的优点是设备搭建简单,安装方便,测试成本低,测试精准度高,易于维护等,因此广泛应用于实际油田的开采中。
但同时也存在电容法的量程范围小,区分度较差,在高含水率的原油的测试中效果不明显等缺点。
然而随着我国大多数油田进入开采末期,产出原油含水率较高,限制了这种方法的发展与应用。
图11 同轴电容式传感器结构示意图2.射频电容法射频法也是利用水和油介电常数差异的特性来测试原油的含水率。
由于油和水的相对介电常数差距较大,从而显现出了不同的射频阻抗特性。
将传感器放于原油中,在传感器的尺寸和结构确定时,测试的电容量和原油等效介电常数成正比。
则油水混合介质的射频阻抗z为:若原油的含水率不同,那么原油的等效介电常数也不相同,导致传感器的射频阻抗存在差异。
因此,通过传感器的探头可以将原油含水率转换为电容值的变化。
当射频信号通过天线传播到原油的负载时,该负载阻抗会依据原油含水率的变化而变化,采用电流互感器,可以测试出阻抗变化所造成的电流变化信号,使电容传感器输出一个电信号,由此来测试原油的含水率。
测试结构示意图如图12所示:图12 射频法测试结构示意图射频电容法是一种新型的测试原油含水率的技术。
这种方法以射频阻抗理论为基础,具有测试精准度高、重复性好、占用体积小、反应快等特点。
通过建立的标定表,此法也可应用到低含水率范围的测试。
同时在再传感器内部加入测试电导率的线路可以扩大含水率测试的范围。
但是利用这种新型技术的测试仪器成本较高,维护也不易,因此还未得到广泛为应用。
2.4超声波共振法如图13所示为超声波共振测试仪的工作示意图,它的原理是利用超声波在恒速流动介质中传播、反射规律以及多普勒效应,通过在超声变频发射电路中引入正反馈,使测试系统自动地寻找共振点。
不同含水率的原油具有不同的共振频率,采用一组超声波转换器以及对共振点的确定就可以实现对原油含水率、密度等多项参数的测试。
图14为超声波共振法测试系统结构框图。
图13 超声波共振测试仪的工作示意图图14 超声波共振法测试系统结构框图通常原油中含有较多的杂质,不同杂质的吸收能力不同会对测试精度产生较大影响,同时测试探头制作过程复杂,成本高,使用和维护困难,因此超声波共振法仅适用于研究。