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原油含水分析/測定常用方法之在線測量方法

來源:13396595191  

傳統的離線測試方法取樣的隨機性大、取樣不及時,不能及時反映原油含水率的變化,而且在油井較為分散或惡劣的天氣情況下化驗的勞動強度較大,更為重要的是傳統的離線測量法不能滿足油田生產自動化管理的需要。

隨著我國石油行業的技術發展,原油含水率在線測量技術在油田得到了越來越廣泛的應用,在線檢測儀表投入使用后大大降低了勞動強度提高了測量精度和測量速度使油田自動化水平邁上了一個新的臺階。目前國內常用的在線檢測方法有:電容法(或射頻電容法)、射線法、密度計法、電磁波法(又分為短波法、微波法)、射頻導納等。下面依電容法、密度計法為例,將在線測試方法做簡單介紹,供大家一起探討學習。

電容法(射頻電容法)

電容法測含水是目前我國應用最多、最成熟的一種測量方法。其測量原理核心是根據油水介電常數差異較大。當含水的油品流過電容的兩個電極之間的環境空間時,電極間介質的介電常數變化,導致電容值發生變化,通過測量電路可將電容值的變化轉換為頻率信號,從而實現對油品含水率的測量。

電容法測量因其范圍比較大,靈敏度高,機械損失小,響應時間短,適應性強 ,成本低等特點在國內各大油田的計轉站、聯合站、卸油臺、輸油管線等場所均有較多應用。根據現場工況及工藝管線的差異,常見形式有如下幾種。

采用多極板式電容傳感器測量油、水(兩相)混合物的含水率來提高測量精度及改進結構以期產品能適應單井、計量間油、氣、水(三相)混合物的含水率測量是目前國內各大生產廠家研究突破的重點。

目前市場應用成熟的產品當屬杭州飛科電氣有限公司研發生產的ALC05系列井口原油含水分析儀,該含水分析儀自2017年投入市場以來,因其操作簡單、測量精度高、體積小等明顯優勢,在新疆、大慶、長慶、勝利等油田的單井井口及計量間均有廣泛安裝應用。ALC05系列井口原油含水分析儀如下:

ALC05系列井口原油含水分析儀采用創新的雙管段結構和多探頭的測量技術(40個探頭),測量管段和旁通管段自動切換。測量過程由以下幾個步驟:切換取樣,初步測量分析,加熱分層,含水率分層掃描測量,計算綜合含水。液流通道切換到旁通管段的同時,原來流經測量管段的介質被截留,可按設定的任意時間間隔靜置、加熱、分層、掃描測量。由于創造了相對靜態的測量環境,氣液及雜質的分層時間很長,還有加熱的輔助,因此可以取得很好的測量精度。

密度計法

密度計法測含水的原理:是利用油與水密度不同,將油與水看作不相容的兩種液體,當油與水按不同比例混合時,得到的混合物密度也不同,根據油和水的密度,進而推算出原油含水率。

實際工況中一般應用震動管液體密度計(科氏力質量流量計),連續測量兩相分離器排出的油水混合液的密度,再計算出原油含水率。通過對油水混合物的研究發現,油水混合物存在多種模態(主要可以分為4種):油包水、油包水包油、水包油、水包油包水,具體呈現哪種狀態也不具規律性,各種狀態的結構也很不穩定,密度法通常忽略了油與水的混合方式,將混合液的總體積看作油與水的體積之和,同時原油含砂、含氣均對測量結果產生很大影響。砂子密度比油大,使混合液體總體密度上升,導致計算含水率過高的誤差,形成“砂吃油”現象;在高含水原油中,礦化水極易造成密度計振動管內壁結垢的現象,測量儀器內部管壁結垢會產生“垢減油”現象,也會導致計算含水率過高的誤差。同時含氣會造成“氣增油”的假象,使測量結果產生很大偏差。另外振管式密度計安裝時要求上下法蘭同心,不能有扭曲現象,外界無振動干擾,實際應用中很難克服以上各種影響因素,測量準確率較低,不適合中轉站高含水混合液的測量。

在線測量方法實現了對油井含水實時、準確、全面的檢測,彌補人工取樣和化驗的缺陷,節省人力物力,達到了降本增效的目的。利用信息化建設實現遠程監控,為“智能油田”建設提供了數據基礎。關于更多在線原油含水率測定的方法以及典型的安裝應用,敬請關注杭州飛科電氣有限公司官網www.hzfke.com與小編一起探討、了解原油含水率測量的相關資訊。

關鍵詞: 測量方法 測量精度 介電常數

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