油水混合物含水率在线检测技术最新研究进展
２００９年第２８卷第１０期传感器与微系统（Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒａｎｄ
ＭｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）
５
油水混合物含水率在线检测技术最新研究进展张冬至，胡国清（华鬻瑾工大学祝械专汽车工程学院，广寒广州５１０６４１）
摘要：综述了基于油水物性机理、多维回归分析、多传感器信息融合、神经网络人工智能、电容屡析成像、油水模态辨识等方法的含水率在线检测技术研究进展，剖析了影响原油含水攀测量精度的多种因素，指出了源濑禽承率在线检测技零鹃发爱趋势。关键词：在线检测；多维隧Ｉ髓；信息融合；人工智簏；层辑成像；模态辨谖中图分类碍：ＴＰ２１２文献标识码：Ａ文章编号：１０００－９７８７（２００９）１０－０００５－０４
Ｒｅｃｅｎｔｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｏｎ—ｌｉｎｅｍｅａｓｕｒｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｆｏｒｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｉｎｏｉｌ．．ｗａｔｅｒｍｉｘｔｕｒｅＺＨＡＮＧＤｏｎｇ－ｚｈｉ，ＨＵＧｕｏ—ｑｉｎｇ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅｃｅｎｔｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎｓｅｖｅｒａｌｄｏｍｉｎａｎｔｏｎ—ｌｉｎｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｓａｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｄｅｔｅｃｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｂａｓｅｄｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｏｉｌ—ｗａｔｅｒｐｒｏｐｅｒｔｙ，ｍｕｌｔｉ—ｖａｒｉａｂｌｅｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ，ｍｕｌｔｉ—ｓｅｎｓｏｒｄａｔａｆｕｓｉｏｎ，ａｒｔｉｆｉｅｉａｌｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋ，ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ，ｏｉｌ—ｗａｔｅｒｍｏｄａｌｓｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ
ｍｕｌｔｉ－ｆａｃｔｏｒｉｌｆｆｌｕｅｎｅｅｓｏｎｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄｔｈｅｆｕｔｕｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｂｅｎｄｏｆｏｎ—ｌｉｎｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｆｏｒｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｉｎｃｒｕｄｅｏｉｌｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ。
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｏｎ—ｌｉｎｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ｍｕｌｔｉ—ｖａｒｉａｂｌｅｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ；ｄａｔａｆｕｓｉｏｎ；ａｒｔｉｆｉｃｉａｌｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ；ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ
ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ；ｍｏｄａｌｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ
０弓ｌ言漂酒含求率检测是油銎生产、脱水、储运过程中酶燕娶环节，对生产过程工艺优化、流量测量及控制决策具有爨要实际意义ｕＪ。油水两相流系统是一个非线性耗散动力系统，表现为一系列混沌特性，其形成机理、运动规律尚未被人嬲充分认识，摇闽绺在界嚣效应零鬈糊辩速疫，油求之闻存在乳化层，其流动规律与单相流体截然不同。此外，流体溢度、流态、原油物性、传感器特性等多种因素影响两相流含水率的测量。国内外先后提出多种测量方法和技术，设计惑不嚣形式的流量计秘含承率计量仪表，毽由于其动态检测避程含有时变、蘩线性与隧橇干撬嗓声等不礁定性因索，以及传感器制造工艺和技术水平等原因，目前两相流梭测仪波在性价比、全程测量、安全环保、稳定性、测量精度等方蕊存在着诸多问题，潍以适应石油工娥的发展拉ｊｊ。邋年采，许多学者怼骧濑含水率检溺技术豫了大量工作，并溪境＿呦不少研究成果，以期满足当前对石油工业中含水率的检测鼹求。本文对原油含水率检测技术的研究进展、测量影数璃日期：２００９－０５－０２响因素及应用中存在的阅题做回顾论述。１嚣演含承率检溺技零磷究瑗获１．１蕊于油水物蛀机瑷的检溅方法
比较成熟的原油含水率测量仪原理大都是基于油水混合物的物性机理特性，如，叮射线衰减法、：ｉ琏红外光谱吸收法、微波法、电阻抗法等。掣射线衰减法Ｈｊ３是泼双镌级戆源射线衰减为基本原螯的，其原理是基予’射线穿过不同油水比的流体管道时能最衰减程度不同。采用＿ｙ射线衰减法能够测量任何油水比的情况，并且，可以嶷现在线实时非分入式测量。其缺点主要表现在放射源戆照撬性与矿纯物质的敏感性，影Ｆ蠢荚溅量精度。近红外吸收光谱法照根据大量的含水原油样品近红外光谱分析实验，利用获得的光谱实验数据提取原油中水的特征光谱信息，从而实现对含水率的检测。鼠此，只要在含承原溃憋透荭外光谱孛提取窭对永翡吸收魄较敏感的特定波长，邋过监测特定波长下，经过被测流体的透射光功率随含水率的变化情况，就可得到对应的含水率值。王进旗等
万方数据６传感器与微系统第２８卷人ｍ１基于近红外光谱吸收原理和光纤传感器技术提出用于原油低含水率测量系统，具有绿色快速检测、抗电磁干扰、仪器小型化等优势，应用于体积含水率０％一５％的测量范围内，取得较好的测量精度。微波法是根据电磁波与介电物质相互作用，其耗散与物质多少和相对介电常数有关。油水混合物中含水量变化引起混合流体的微波信号相位移和衰减值变化，从而实现含水率的测量。ＤａｖｉｄＪｃ【７１和ＭａｒｅｌｌｉＪＤ伸。等人研究了微波法测量多相混合物中含气率和含水率。ＤａｖｉｄＪｃ利用微波和无线电射频的传播特性研制了微波海底原油分析仪，可用于实时测量。ＭａｒｅｌｌｉＪＤ开发的微波含水率检测仪可准确测量油水混合物中的任意含水率值，即使在流体特性发生改变或含水率高达２５％时，也能够正常工作。该系统已用于海洋管道的测量，其输出值可采用现有的通信网络，如ＳＣＡＳＡ系统等，但不适用于含气率太大的情况。电阻抗法是基于流体管道内壁轴对称放置２个测量电极，穿过管道的电阻和电容取决于流体的介电常数、电导率、含水率、含气率及流态等，在传感器几何外型确定和流态给定的情况下，测量的电阻抗值是流体组成相分率的直接函数，从而测得各相比率旧，ｌｏＪ。利用电阻抗法测量相分率的一个最大的优点是可进行瞬态测量，且电阻抗法结构简单，价格低，容易实现。但该方法也有许多限制条件，如适用于低电导率的被测介质；测量值与流体流态有关；电导率与液体离子浓度有关等。目前，不断有人提出各种改进方法以解决测量中存在的问题。ＬｕｃａｓＧＰ和ＳｉｍｏｎｉａｎＳ等人¨ｕ研究了旋转场技术，并应用了多电极电容传感器，可在一定程度上降低流态影响。各种试验表明：如果能够较好地解决流态和温度变化对测量结果的影响、杂质存在使液相介电常数变化等问题，电阻抗法有可能成为一种很有实用价值的测量方法。１．２基于多维回归分析的检测方法多维回归分析方法是一种常用的建模方法，即以大量易Ｎ－－次变量为基础，运用统计方法建立主导变量与二次变量之间的数学模型。采用最多的回归分析方法是最小二乘法，即由观测数据计算在均方误差最小条件下的回归方程系数。对于非线性显著的研究对象，一般线性多维回归模型难以满足实际要求。张冬至等人。１２’”ｏ提出基于样本矩阵非线性变换的多维回归模型是应用于原油含水率检测领域行之有效的一种测量模型，其基本思想：先对自变量矩阵ｘ作非线性变换，即采用自变量的非线性形式来建构拟合因变量ｙ，且待定参数为线性的，然后，再用最小二乘方法处理，求解待定参数。在具体操作中，主要采用多项式非线性变换，在样本矩阵ｘ中引入各自变量的平方项和交积项来增加非线性项，简单易行。多维回归模型具有有效的数据融合效果，使含水率测量数据更趋于合理，有利于研究各因素（变量）对含水率测量的影响关系，为消除其他干扰量的影响提供依据。但该方法需要求解较大规模的矩阵方程，确定各多项式的回归系数。１．３基于多传感器信息融合的检测方法多传感器信息融合技术是把多只传感器检测到的信息进行分析和集成，提取对象的有效信息，以形成被测对象某一信息的全面和完整描述。多传感器信息融合不同于单传感器的信号处理，具有更为复杂的信息形式，可在不同层次上进行融合和集成。通常传感器都存在交叉灵敏度，表现在传感器的输出值不只决定于被测参量，当其他参量变化时输出值也要发生变化。在基于介电常数法的原油含水率检测过程中就存在对温度、矿化度等参数的交叉灵敏度，致使其性能不稳定，测量精度降低。为提高目标参量的辨识能力和测量精度，消除其他干扰量的交叉影响，多传感器信息融合技术为
含水率检测提供了有效的途径。刘春涛、陈明义等人¨３‘“１采用神经网络信息融合方法对射频电容传感器的温度交叉敏感性进行校正，有效提高了油品含水率检测过程中的温度稳定性。张冬至等人。１纠通过多传感器技术对影响原油含水率影响的温度、矿化度等参量进行测定，采用基于ＬＭ算法的神经网络信息融合方法对基于电磁波谐振技术的电容传感器进行了校正，在很大程度上改善了测量精度。１．４基于人工智能技术的检测方法近年来，人工智能成为国际上非线性科学领域的一个研究热点，在油水两相流双组分非线性系统中同样具有广阔的应用前景。其中，基于人工神经网络的智能检测研究最为广泛，主要是由于人工神经网络具有任意非线性逼近、自学习、高度容错以及并行计算等能力，建模时无需事先知道模型的具体形式，只需将辅助变量作为人工神经元网络的输入，主导变量作为其输出，通过网络学习来解决不可测变量的检测问题，特别适合于那类具有不确定性和时变性、机理较为复杂且无法用显性公式描述的高度非线性实际问题。１６’１７Ｊ。不仅可以克服和弥补包括传感器在内的各个测量环节中硬件本身的缺陷，解决测量系统中传感器硬件电路难以实现的复杂多变量信号处理问题，而且，具有实时在线校正、预测精度高等优点。需要指出的是，在实际应用中网络建模样本的数量和质量、学习算法、网络拓扑结构及类型等对所构成软仪表的性能都有重大影响。因此，优化算法与神经网络相结合成为智能建模的一个重要研究方向，如，遗传神经网络ｕ…、小波神经网络Ｈ８Ｉ、粒子群神经网络¨９’等在原油含水率智能检测中都已有相关研究，旨在改善测量模型的收敛速度、泛化能力等性能。万方数据
新型油水分离器提高含油污水处理效率的实验研究
术 。粗 粒化 技 术 本 身并 不 会 使 含 油 污 水 中 的 含 油 量 降低 ， 是 会 改 变 水 中原 油 颗 粒 的 粒 径 分 布 状 只
况， 使水 中的小油粒变成 大油粒 ， 增大油滴上 浮速 度， 从而大幅度地提高后续除油设施 的除油效率。
本文 主 要 针 对 多 杯 等 流 型 油 水 分 离 器 与 粗 粒
第 １ １卷
第２期 ３
２ １ 年 ８月 ０１
科
学
技
术
与
工
程
Ｖｏ ．１ Ｎｏ ２ Ａｕ ． ０１ １ １ ．３ ｇ２ １
１７ — １ １ （０ １ ２ —５ ３０ ６ １ ８ ５ ２ １ ）３５ ３ ．５
Ｓｃｅ ｃ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｇｎｅ ｒｎ ｉ ｎ ｅ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ａ ｄ Ｅｎ ｉ ｅｉ ｇ
器 的油水 分 离 效 果 。运 用 马尔 文 激 光 粒 度 仪 和 分
和 后期 ， 油 含 水 率 达 ８％ ５ ， 的 油 田甚 至 原 ５ ％ 有
高达 ９ ％， ８ 而且 乳 化程 度 比较 严 重 。油 水 分 离后 产 生 大量 的含 油 污 水 ， 不 经 处 理 直 接 排 放 ， 对 环 如 会
新疆油 田公 司重油开发公 司集输联合站 ， 克拉玛依 ８４ ０ ） ３０ ０
摘
要
针对大庆 油田产 油高含 水背景 ， 了提 高油水 分离效率、 为 减少污水 沉降罐 的数 目， 到节能 降耗 的 目的， 多杯 等流 达 在
型油水分 离器 的基 础上， 与粗粒化技 术相 结合进 行 了油水 分 离实验研 究。与未连接 粗粒 化的油水 分 离器 分离效果 进行 了对 比。实验结果表 明： 新型油水分 离器连接粗粒 化装 置后 的最高油水分 离效 率可 以达 到 ９ ．２ ， 大处理 效率是现 场大罐 的 ２ １％ 最 ２ ６５倍 。未连接粗粒 化的新型油水分离器 的处理效率是现场 用大罐的 ５ ． ４． ９ ２倍 。使 用粗 粒化后可达到节能 降耗 的目的。
基于多传感器技术的原油含水率预测模型研究
液的结构 、 黏度 、 游离气等 多种 因素 的影 响。为提高
水分测量精 度 ， 文采用多传感器技术 对水分 、 本 温
维普资讯
・
６ ２・
化
工
自 动 化 及 仪 表
第 ３ ３卷
平滑效果如图 ２所示 。
原油含水率 是原油 生产 中的重要 数据 ， 究油 研 田开发状 况的重要参数 指标 。在原油生产和储运 过
用人工配 比制 取标定 含水率 的被测 油样 ， 动 用 态油水混合装置获得油水均匀混合 的动态 流体油样
进行现场模拟试 验 。含水率配制 范 围 ０～ ０ ％ ， ． ０ 温 １ 度 采集范 围 ２ ７ ０～ ５℃ ， 水矿化 度 （ ａ Ｉ Ｎ Ｃ 含量 ） 定 标
基 于 多传 感 器 技 术 的原 油含 水 率 预 测模 型研 究
张冬至， 夏伯锴 ， 曾蕾蕾， 任冬艳
（ 中国石油大学 信息与控制工程学 院， 山东 东营 ２７ ６ ） ５０ １
摘要 ： 通过 多 感器技 术对原 油含 水率测量有影响 的多个参量进行测定 ， 出 于 多元非线性 回归和神 经 传 提 基
图 １ 电磁波谐振技术测量原油含水率原理框图
电容传感 器 利用 油水 介 电常 数差 异较 大 的特 性… ， 在极化电场频 率为 ４× ０ ｚ ， １ Ｈ 下 能充分体 现 出油 、 水分子 的取 向极 化对 油水乳 化液介 电常数 的 贡献 ， 对水分 检测 具有较 高灵敏 度。但在检 测过 程
中， 电容传感 器输 出电压还 受到温 度 、 矿化 度 、 化 乳
平滑方式在保持分析信号有用信 息方面是一种 较好
原油含水率测量技术综述
原油含水率测量技术综述马文涛;郭文阁;雍振;张旋【摘要】原油含水率是石油工业中一个重要的检测参数,选用合适的物理方法和测量技术不仅能有效节约开发成本,还能为石油的生产、运输和使用提供可靠的数据分析依据.将传统的检测方法和新的检测方法进行对比分析,提出其发展趋势,为更高精度地测量原油含水率提供理论基础.【期刊名称】《重庆科技学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(018)003【总页数】4页(P46-49)【关键词】原油含水率;密度法;γ射线;电容;微波吸收法【作者】马文涛;郭文阁;雍振;张旋【作者单位】西安石油大学理学院,西安 710000;西安石油大学理学院,西安710000;西安石油大学理学院,西安 710000;西安石油大学理学院,西安 710000【正文语种】中文【中图分类】TE622在原油开采和集输过程中，原油含水率的测量非常重要。
利用原油含水率不仅可以预测油井生产动态，分析油井产量，还可以优化原油集输工艺。
目前原油含水率的测量方法有传统人工测量方法和在线实时测量方法，具体有蒸馏法、卡尔费休法、密度法、电容法、射线法、微波法和微波谐振腔微扰法等[1]。
蒸馏法的测量原理是在原油中加入与水互不相容的溶剂，然后将溶剂和油水混合物混合均匀后在回流条件下加热。
溶剂、水分和原油在沸腾状态时一起蒸发。
由于溶剂本身的沸点最低，所以首先气化，水分通过冷凝管进入水分接收器中。
通过水分接收容器上的刻度得到原油中水分的含量，从而计算原油含水率[2]。
蒸馏方法非常准确，但其是一种实验方法，不能满足油田现场及时测量的需要。
每次测量都需要人工取样，样品随机性较大，且取样和测量过程长，至少需要2h(最高可达4 h或更多)，不能够满足油田和原油运输管线实时监管的需求。
卡尔费休法采用化学滴定的方式，通过加入特殊的化学试剂与原油中所含的水分进行反应来测取的。
该方法已经被列为原油含水率测定的标准方法之一，但是其仅限于在实验室中进行微量含水率的测量，对于油田后期高含水率时的测量误差较大。
利用比重瓶和称量法测定原油含水率
利用比重瓶和称量法测定原油含水率王亚平;解海龙;李石林;董登峰;侯海云【摘要】原油或油品含水率的精确测量对原油的生产开采、计量、储存和使用十分重要，目前有多种测量的方法和仪器，在使用中各有特点。
导出了密度和含水率的关系原理，采用实验室常用的比重瓶和天平为测量装置，通过对空比重瓶、装满待测油样后的比重瓶的质量测定，即可得出待测油样的体积含水率。
对两种油品的实验数据显示：油样中含水率在1%~99%间，含水率测量值和真实值在0.5%内一致。
而且，含水率大、小，水、油乳化和分层对测量精度没有影响。
并分析了实际误差大于方法误差的原因。
%Accurate measurement of water content in crude oil an d oil product is very important in oil production, measurement, storage and usage. There are so many methods and instruments for measuring water content, in which, every method and instrument has its own characteristic. In this paper, the relation between the water content and density of the oil sample was derived and used as measurement principle;common inexpensive pycnometer and the balance were used to measure the water content of oil sample. The mass of the pycnometer full filled with oil sample was determined by the balance. Then the water content can be calculated by the derived equation. The experimental data show that the measurement errors are almost within 0.5% for the oil samples with water content of 1%~99%. Furthermore, the precision of measurement is not affected by water content, emulsification and phasesplitting between water and oil. Finally,the methodic error and experimental error were discussed.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】4页(P76-79)【关键词】体积含水率;比重瓶;称量法【作者】王亚平;解海龙;李石林;董登峰;侯海云【作者单位】长庆油田分公司第一采油厂，陕西延安 716000;长庆油田分公司第五采气厂，陕西西安 710000;长庆油田分公司第五采气厂，陕西西安 710000;西安工程大学环境与化学工程学院，陕西西安 710048;西安工程大学环境与化学工程学院，陕西西安 710048【正文语种】中文【中图分类】TE622.1原油含水率是油田生产和油品运输、应用过程中的重要指标，在原油的开采，脱水、计量，集输，炼化、销售等各个环节有着重要的影响。
常用原油含水率测试方法
常用原油含水率测试方法原油含水率测试是石油行业中非常重要的一个环节，它对于油田开发、原油加工以及油品质量的控制都具有重要意义。
以下是一些常用的原油含水率测试方法：1.密度法密度法是一种常见的测试原油含水率的方法。
原理是根据原油和水的密度差异来判断含水率。
该方法需要使用密度计，将待测试的原油和一定量的溶剂混合，并加热搅拌，然后通过测定混合物的密度来计算含水率。
2.离心分离法离心分离法是快速检测原油含水率的一种方法。
该方法通过让原油经过一定的离心力作用，使沉淀的水和原油分离，从而判断含水率。
通常采用离心机将待测试原油和一定量的溶剂放在离心管中，然后进行离心分离，根据沉淀层的厚度来判断含水率。
3.强制扰动法强制扰动法是在一定温度和压力下，将待测试的原油和水混合，在一定时间内进行震荡扰动，然后通过分析分离出的水和原油的比例来计算含水率。
该方法适用于含水率较高的原油。
4.电阻率法电阻率法也是一种常见的测试原油含水率的方法。
该方法通过测量原油的电阻率来判断含水率。
原理是当原油中含水率增加时，电阻率会相应增加。
通过将待测试原油放在电阻率测试仪中，测量原油的电阻率，然后通过对比标准曲线或者经验公式来计算含水率。
5.红外光吸收法红外光吸收法是一种非接触式测试含水率的方法。
该方法利用红外光在水和原油中的吸收特性来判断含水率。
原理是不同含水率的原油对红外光的吸收能力不同，通过对待测试原油的红外吸收曲线进行分析，可以计算出含水率。
6.核磁共振法核磁共振法是一种精确测试原油含水率的方法。
该方法通过原油中水分子的核磁共振特性来判断含水率。
原理是当原油中含水率增加时，水分子的核磁共振信号会增强。
通过对待测试原油的核磁共振信号进行分析，可以得到含水率。
以上是一些常用的原油含水率测试方法，不同的方法在实际应用中有不同的优缺点，需要根据具体情况选择合适的方法来进行测试。
同轴相位法井下原油含水率温度特性的实验研究
Ａｂ ｔａ ｔ Ｂ ｓ ｄ ｏ ａ ｅ ｅ ｅ ｔ ｒｃ ａ ｉｌ ｈ ｓ ，ｈ ｅ ｐ ｎ ｅ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｔ ｓｏ ｅ ｍｅ ｉ ｍ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｉ ｓ ｕ ｎ ｓｔ ａ 一 ｓｒ ｃ ： ａ ｅ ｎ ｗ ｔｒｄ ｔｃ ｏ ｏ ｘ ａ ａ ｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｓ ｈ ｒ ｃｅ ｉ ｉ ｆ ｈ ｄｕ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｎ ｔ ｍｅ ｔ ｏ ｍｅ ８ ｐ ｓｃ ｔ ｒ
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常用原油含水率测试方法
常用原油含水率测试方法1、原油含水率静态测试方法分析原油含水率静态测试方法是通过人工取样后运用物理或化学方法实现油水分离后计算原油含水率。
目前主要的静态测试方法有蒸馏法、电脱法、卡尔•费休法。
1.1、蒸馏法蒸馏法的测试原理是通过加热原油将油和水分离，分别测试原油质量以及蒸发出的水分质量，并计算出水分的质量分数。
蒸馏法的测试过程是在原油中加入与水不相溶的溶剂，在原油与溶剂混合以后并开始回流的条件下加热，此时原油、水分和溶剂在沸腾状态时会一起蒸发出来，溶剂因沸点最低第一个被气化，之后水分通过冷凝管进入水分接收器中，通过水分接收器的刻度读出水分的含量，从而计算出原油含水率。
图1为实验装置的示意图C站图1 实验装置示意图呂为圜底烧瓶.b为接受器，c为冷凝器.d为干燥管。
最初实验室通常采用蒸馏法测试原油含水率，但石油生产行业主要根据《原油水含量测定法一蒸馏法》(GB/T8929-1988)来测试，石油加工行业则按《石油产品水含量测定法一蒸馏法》(GB/T260-1988)测试。
GB/T8929-1988使用有较大毒性的二甲苯做溶剂，对操作人员危害大，同时也污染样品和环境；GB/T260-1988则以直馏汽油80C以上的馏分做溶剂，尽管毒性不大，但是测试的结果误差太大。
1.2电脱法电脱法的测试原理是通过高压电场，利用电破乳技术使油水分离，来测试原油的含水率。
这种方法适合一些仪器的设计开发，例如Dst-III石油含水电脱分析仪。
电脱法的分析液量大、分析速度快，操醴1抽作简单、无“二次采样”误差以及安全可靠等优点使其备受青睐。
但 是电脱法同样存在着一些缺点，如在脱水过程中，油样需要加温，易 使原油剧烈沸腾而外溢，与带电的内、外电极裸露的金属部分触碰， 易引起电击危险。
图2为原油含水电脱分析仪结构示意图。
图2 原油含水电脱分析仪结构示意图1.3卡尔•费休法卡尔•费休法是实验室中标准的微量水分测试方法，对于有机液体， 是 国际国标方法《原油水含量测定卡尔费休库仑滴定法（GB/T 11146-2009占它的测试原理是利用含碘、二氧化硫、吡啶及无水甲醇 溶液（通常称为卡尔•费休溶液）与试样中的水进行定量反应，根据滴定 过程中消耗的卡氏试剂的量，计算原油的含水率。
油水分离技术优化研究
ａ 爱 毒（ 差 Ｏ Ｏ ｄＯ ｘ ｘ 。。 ］ ＝［＋ 一 ｒｘ ）
ａ
聚结分 离 法 等 … 。电 脱 分 离 法 和离 心 分 离 法 需 要 外 界动 力提 供能 量支 持 ， 能量 高 ， 耗 化学试 剂 所引起
二 次污 染 限制 了化 学 处 理 法 的应 用 。 目前 ， 应用 较 为广泛 的油 水分 离技 术是 波纹板 和 螺旋管 油水 分离 技 术 一 引。
Ａｂｓ ｒ ｃ ： ｒ ｓ ｎ ，ｍｏ ｔ ｆ ｏ ｒ ｏ ｓ ｏ ｅ ｆｅ ｄ ａ ｅ ｓｅ ｐ ｎ ｎ ｏ ｈ ａ ｅ— ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ，ｉ ｎ ｔ ｏ ｌ ｔ ａ ｔ Ａｔｐ ｅ ｅ ｔ ｓ ｏ ｕ ｎ ｈ ｒ ｌ ｓ ｒ ｔ ｐ ｉ ｇ ｉ ｔ ｔ ｅ ｌ ｔ ｉ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｔ ｏ ｎ ｙ ｂ ｏ ｈ ｅ ｏ ｃ ｎ ｍｉ ｒ ｂｌｍ ，ｂ ｔａｓ ｒ ｉ ｃ ｌ ｎ ｗａｅ ｒ ｕｇ ｔａ ｓ ｒ ｕｓｅ ｏ ｏ ｃｐ ｏ ｅ ｉ ｕ ｌｏｍｏ ｅ ｄｆ ｕ ｔ ｏ ｔ ｒ—ｏｌｓ ｐ ｒ ｔ ｎ．Ｒｅ ｅ ｔｙ，ｗａｅ ｉ ｆ ｙ ｉ ｅ ａ ａｉ ｏ ｃ ｎｌ ｔｒ— ｏｌｓ ｐ ｒ ｔｏ ｅ ｈ ｏｏ ｙｇ ｒ ｓ ａ ｃ ｏ ｕ ｅ ｎ ｓ ｉａ ｐｅ ａ ｄ ｗａ ｅｏ ｍ ｏ ｒ ｏ ｄ ｎｓ ｔｏ ｅ ｒ ｔｒ，ａ ｉ ｅ ａ ａｉ ｎ ｔｃ ｎ ｌ ｇ ｅ ｅ ｒ ｈ ｆ ｃ ｓ ｄ ｏ ｐ ｒ ｌｐｉ ｎ ｖ ｆ ｒ ｂ ａ ｄ ｃ ｎ ｅ ａ ｉｎ ｓ ｐａａ ｏ — ｍｏ ｇ ｗｈ ｃ ｏ ｒ ａ ｅ ｌ ｔ ｎ ｐｉａ ｐ ｔｒ—ｏｌｓ ｐ ｒ ｔ ｎ ｔｃ ｎ ｌｇ ｓ ｂｅ ｎ ｕ ｅ ｄ ｌ Ｕ— ｎ ｉｈ ｃ ｒｕｇ ｔｄ ｐ ａ ｅ ａ ｄ ｓ ｒ ｌｐｉｅ ｗａ ｅ ｉ ｅ ａ ａｉ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｈａ ｅ ｓ ｄ ｗｉ ｅｙ． ｏ ｓｎ Ｄ ｏｔ ｒ ｎｄ ａ ｐ ｉ ｇ ＶＯＦ ｍｏ ｅ ｍｅ ｃ ｌｓｍｕ ａｉｎ ｏ ｔａｇ ｔａ ｄ ｗａ ｅｏ ｍ ｕ ｅ，ｓ ｉａ ｉ ｇ ＣＦ ｓ ｆｗａ ｅ ａ ｄｏ ｔｎ ｄ ｌｎｕ ｒ ａ ｉ ｌ ｔｏ ｎ ｓｒ ｉｈ ｎ ｖ ｆ ｒ ｔ ｂ ｉ ｐｒｌ
油水气三相计量的新方法
１１ Ｊ ＦＵＮＧＣＤ，ＣＨＥＮＧＰＷ，ＫＯＷＥ．Ａ ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄｔｈｅｏｒｙ ｏｆ
ｖｉｃｅ，１９８６，ＥＤ—Ｄ：８－１３．
ａｎ
ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ—
ｉｎｓｕｌａｔｏｒ－ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ－ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｅ—
歹＝１，２，…，Ｍ
（２）
式中输入变量的个数Ｍ取决于被控系统的复杂程度。 网络隐含层的输入、输出为
ｎｅｔ
由上述分析可得网络输出层权的学习算法为
Ａｗ铲’（无）＝ａ△埘擘’（ｋ一１）＋矿｛３’Ｄ｛２’（七）
（１４）
１２’（后）＝善彬铲’ＤｊＤ
（３）
牡洲㈦呼（粼）耥“删ｍ））（ｆ－１１２’３）０５）
同理可得隐含层加权系数的学习算法
神经网络输出对应于某种最优控制律下的ＰＩＤ控制器
置，分离为油井产出液和分离气。通过分相计量，可 以得到油水气三相流的分相含率和流量。
１．１分离控制算法原理¨＇２ｊ
涡街流量计是利用流体振动原理来进行流量测 量的。即根据旋涡脱离旋涡发生体的频率与流量之 间的关系来测量流量的。而涡轮流量计属于叶轮式 速度流量计的一种，其工作原理是：置于流体中的叶 轮的旋转角速度与流体流速成正比，通过测量叶轮的 旋转角速度就可以得到流体的流速，从而得到管道内 的流量值。涡街流量计在计量气液两相流时，由于流 体中含有气泡，使旋涡的脱落不稳定，也不易形成稳 定的涡街，当含气率增大到一定程度时，将不能形成 涡街。涡轮流量计在测量气液两相流时，由于气相比 液相的速度高，所以测量结果增大。在气液分离时利 用涡街流量计和涡轮流量计的响应函数来控制气液 分离器将很好的减小测量的误差。 以往的ＰＩＤ控制要取得较好的控制效果，就必须 通过调整好比例、积分和微分三种控制作用，形成控 制量中既相互配合又相互制约的关系，这种关系不一 定是简单的“线性组合”，有时需从非线性组合中找出 最佳的ＰＩＤ控制。神经网络所具有的任意非线性表达
油水混合物及油品物性参数计算
油水混合物及油品物性参数计算1 引言油田进入开发后期, 随着原油含水的增加, 油气集输处理的难度逐步增大, 为了降低油田油气集输的能量消耗和处理成本, 设计人员对油气集输系统进行了大量的分析研究, 提出了各种有效的节能降耗技术, 如对原油脱水过程进行研究并应用了高效的原油脱水分离设备, 在总体布局上进行各类站的功能调整、工艺流程简化改造, 采用磁化技术、破乳脱水、变频调节及集输系统中的检测控制等一系列技术和工艺措施, 以适应高含水期的油气处理要求。
对原油集输系统进行以节能为中心的技术改造, 采用新工艺、新技术和高效设备后, 还必须考虑整个系统的效益,这样就要求对系统进行参数优化, 保证在完成各项生产指标的同时, 生产系统的总耗能最少。
2 油水混合物物性在油田集输生产中,大多数情况下物流都是油水乳状液, 因此有必要计算油水混合物的常用物性参数。
2.1 混合物密度油水混合物密度可近似按下式计算: ?%j1=(1-k)?%j0+k?%jw(1)式中:k 为原油体积含水率;?%j0 为原油密度,kg/m3;?%jw 为水的密度,kg/m3 。
2.2 混合物比热容油水混合物比热容可按下式计算cp=(1-k)cpo+kcpw(2)式中:k 为原油体积含水率;cpo 为相同温度下油相的比热容,kJ/(kg? C);cpw为相同温度下水的比热容,kJ/(kg? C)。
2.3 质量含水率根据体积含水率, 可由式(3) 算出油水混合物的质量含水率x= (3)3 油品物性分析油品物性包括油品化学沉降脱水性能及温度对脱水效果的影响等, 研究这些参数可以为节能降耗技术方案提供有力的依据。
用化学破乳剂进行原油乳化液的破乳脱水是近代普遍采用的一种方法。
该方法可单独使用, 也可与其它方法联合使用。
3.1 破乳剂浓度对脱水效果的影响影响原油乳状液破乳的因素很多, 归纳起来主要有三个因素原油乳状液的性质、原油破乳剂的性质、外界脱水条件。