电容法测试原油含水率实验分析

油水分的在线监测方法及特点油水分在线监测是指通过在线监测设备对液体中的油水分进行实时监测和分析，以判断液体中油水分的含量及其变化情况。

油水分的在线监测方法有多种，每种方法都有其特点和适用场景。

一、红外光谱法红外光谱法是一种常见的油水分在线监测方法。

该方法通过检测样品在红外光谱区域的吸收特性来确定油水分的含量。

红外光谱法具有快速、准确、非接触等特点，适用于对液体中油水分进行实时在线监测。

二、电容法电容法是一种基于电容原理的油水分在线监测方法。

该方法通过测量液体中油水分与电极之间的电容变化来确定油水分的含量。

电容法具有灵敏度高、实时性好等特点，适用于对液体中低浓度油水分进行在线监测。

三、超声波法超声波法是一种基于超声波传播特性的油水分在线监测方法。

该方法利用超声波在液体中传播的速度与油水分含量之间的关系来确定油水分的含量。

超声波法具有响应速度快、测量范围广等特点，适用于对液体中不同浓度油水分进行在线监测。

四、滴定法滴定法是一种常见的化学分析方法，也可以用于油水分的在线监测。

该方法通过滴定试剂与液体中的油水分发生化学反应，根据反应的滴定量来确定油水分的含量。

滴定法具有简单、经济的特点，适用于对液体中高浓度油水分进行在线监测。

五、红外成像法红外成像法是一种基于红外热像仪的油水分在线监测方法。

该方法通过测量液体表面的温度分布来判断油水分的含量。

红外成像法具有非接触、实时性好等特点，适用于对液体中油水分分布情况进行在线监测。

六、光散射法光散射法是一种基于光散射现象的油水分在线监测方法。

该方法利用光在液体中的散射特性与油水分含量之间的关系来确定油水分的含量。

光散射法具有高灵敏度、快速响应等特点，适用于对液体中微小浓度油水分进行在线监测。

以上是常见的油水分在线监测方法及其特点。

不同的方法适用于不同的场景，根据具体需求选择合适的方法进行油水分的在线监测。

在线监测可以实时获取油水分的含量及其变化情况，为工业生产提供有效的数据支持，有助于实现自动化控制和优化生产过程，提高生产效率和产品质量。

原油是油、气、水三相组成的混合流体，其含水率是指水的质量占混合总质量的百分比。

在石油工业计量和集输中，原油含水率是非常重要的指标，准确的测量结果在油田开发中可用于计算原油产量和估算剩余储量，在集输和销售中减小误差，提高经济效益。

1 原油含水率测量技术的种类当前常用的原油含水率测量方法可分为两类，离线测量法和在线测量法。

1.1 离线测量法主要有蒸馏法、离心法、电脱法和卡尔-费休法。

其中蒸馏法有两种：一种是石油生产行业使用的《原油水含量的测定-蒸馏法》（GB/T8929-2006，以下简称A法），另一种是石油加工行业使用的《石油产品水含量的测定-蒸馏法》（GB/T260-2016，以下简称B法），两种方法都是国家标准。

宁夏大学化学化工学院孙文娟等人对上述两种方法进行了对比，优化改进出一种新的实验装置，可减少差异，使两个行业所测原油含水率统一到一个标准。

1.2 在线测量方法可分为两类：一类是微量水的在线测量方法，有电容法、近红外光谱法和电阻抗法；另一类是高含水量原油的在线测量法，有密度法、电导率法、射频法、短波法、微波发、射线法等。

在线法由于实验设备复杂昂贵，对人员技术水平要求高，对样品的要求也比较苛刻，较难推广。

目前国内外很多油田的开发已进入高含水和特高含水期，蒸馏法和离心法应用比较普遍。

2 离线原油含水率测量技术的基本原理2.1 蒸馏法蒸馏法的原理是将油水分离，分别测油、水的质量，得到原油含水率。

测量过程是在油品加无水溶剂(二甲苯或无水汽油等)，然后在水分测定仪中蒸馏，在 20～25 ℃循环原油含水率测量技术综述唐颖 崔立宏（中信石油技术开发［北京］有限公司 北京 100004）摘 要：原油含水率是石油工业中一项重要指标，本文介绍了油田常用的几种原油含水率测量方法及其基本原理、适用范围、优缺点以及影响测量结果准确性的因素。

关键词：原油；含水率；测量技术冷却水下缓慢加热，油样、溶剂和水达到共沸时一起蒸发出来，溶剂沸点要比油和水的沸点低，先汽化，同时将水分从油品中提取出来，流经冷凝管再进入水分接收器里，水与溶剂在接收器里分层，通过接收器的刻度得到水分的含量（图1）。

原油含水测定及化验分析方法的研究对于石油产品而言，其主要组成部分为原油、天然气以及水。

通过对原油的含水量进行测定，对于石油的开采过程，計量过程以及最终的生产及运输过程都具有非常重要的影响，能够对原油的质量进行很好的判断，可以有效的计量原油的净量，并且对石油的生产效率具有非常直接的影响。

基于此，本文主要对原油含水测定及化验分析方法进行了简要的分析。

标签：原油含水测定；化验分析；方法研究引言在采用各种测量方法进行原油含水测定的过程中，均是使用相应的仪器直接接触原油，对原油的含水率进行测定。

由于相关人员缺乏对设备仪器的有效管理与维护，致使仪器在使用一段时间之后，因与原油直接接触，在表面形成腐蚀现象，这必定会对仪器的测量结果以及可靠性造成严重影响，还会对原油含水率的测量精确度带来影响，为石油生产企业带来较大的经济成本投入，使企业的经济效益受到一定影响。

因此，加强原油含水测定及化验分析方法研究具有重要的意义。

1 原油含水分析方法概论目前原油含水分析方法大体可分为三类，即直接法（蒸馏法和离心法）、间接法（微机法）和电脱法。

直接法是利用物理方法，通过加热回流的方法收集原油中蒸发出来的水分；或者使用离心机的离心法，使原油中的水分分离出来，直接读取水量；间接法是利用油和水的性质不同，通过测量含水原油的等效物理参数来确定其含水量。

间接法可以实现原油含水的连续测量，而直接法只能实现原油含水的间断取样测量，但是间接法它反映出的仅是含水量相对值，只有借助直接法标定后才能得到含水量。

轻质油适用于蒸馏脱水，脱水剂和常压加热脱水适宜重质油。

因此，直接蒸馏法才是含水分析的基础。

2 人工化验原油含水分析方法原油含水率的测定所依据的是国家标准GB/T8929-2006原油水含量测定法（蒸馏法），在目前原油生产的中间环节中，原油含水的自动化检测已有一定范围的应用，但因其精确度及稳定性不够，在原油交接这一重要环节上，原油含水率的测定还多采用人工化验的方法，按照国家标准GB/T8929-2006原油水含量测定法（蒸馏法）进行测定，该标准是原油水含里测定操作的指导性标准。

本技术公开了一种野外油池原油含水率测定方法及装置，包括缠绕式电容传感器及AD转换单元、温度传感器、同步齿形带及其支撑架、步进电机及驱动器、传输线缆和总控单元，主控单元控制缠绕式电容传感器从油池底部自动升至油池液面高度，每次上升高度为缠绕式电容传感器的高度，在每一个高度位置上读取该位置的温度与电容传感器的电容值，对温度与电容进行三维数据查表得到每个高度点的含水率，得到油池中含水率分布曲线，将含水率分布曲线进行积分，得到油池总含水率，其中，表格标定数据为实验室在精确控制温度与含水率的情况下测得的电容值，三维数据查表时选用二次多项式线性插值的方法，得到精确的该温度下含水率分布曲线。

权利要求书1.一种野外油池原油含水率测定装置，其特征在于，包括缠绕式电容传感器及AD转换单元(1)、温度传感器(2)、同步齿形带及其支撑架(3)、步进电机及驱动器(4)、传输线缆(5)、总控单元(6)，所述总控单元(6)通过传输线缆(5)电性连接有步进电机及驱动器(4)，所述步进电机及驱动器(4)通过同步齿形带及其支撑架(3)传动连接有缠绕式电容传感器及AD转换单元(1)和温度传感器(2)，所述缠绕式电容传感器及AD转换单元(1)和温度传感器(2)之间电性连接。

2.一种野外油池原油含水率测定方法，其特征在于，包括野外油池原油含水率测定方法硬件系统和软件系统，所述硬件系统包括主控单元、运动单元、传感器单元、数据采集单元，所述野外油池原油含水率测定方法及装置软件系统包括三维数据分步查表算法和总含水率算法，所述主控单元为工业计算机与显示器以及人机交互单元等，所述人机交互单元采用15英寸非触摸工业显示屏。

3.根据权利要求2所述的一种野外油池原油含水率测定方法，其特征在于：所述运动单元为工业控制机、运动控制卡、电机驱动器、电机以及传感器单元，所述运动控制卡选用固高GTS-400，所述工业控制机的型号为IPC-610L-6011。

4.根据权利要求2所述的一种野外油池原油含水率测定方法，其特征在于：所述传感器单元为缠绕式电容传感器和温度传感器(2)，所述缠绕式电容传感器由细长导线与空心绝缘圆柱组成，所述缠绕式电容传感器由直径为1.5mm的细长导线围绕直径为15mm长度为100mm的空心绝缘圆柱缠绕形成双螺旋结构，所述温度传感器(2)为具有-40℃～100℃工作温度区间的传感器，所述温度传感器(2)安装于缠绕式电容传感器的空心绝缘圆柱内，所述温度传感器(2)测头与圆柱端面位于同一平面。

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。

原油在线含水检测仪的工作原理主要有以下几种：
电化学原理：利用电解法或红外法测量原油样品中的水分含量。

通过电化学反应或者红外光谱的方式，将原油中的水分含量转化为电信号或者光谱信号，再通过测量这些信号的强度来计算出原油中的水分含量。

射频导纳原理：在安装后，其探头与输油管道会形成一个电容，探头和管壁作为正负两极，根据理论来说，电容与原油的介电常数应当是一个线性关系。

射频导纳就是通过电容得知介电常数的变化情况，从而利用公式去求得原油实时的含水量。

短波吸收原理：利用短波吸收差异来检测含水量。

当取样器中的原油含水出现变化时，吸收的短波能量也会随之改变，虽然这个反应很微弱，得出的差值也较小。

但是，可以将这个数值扩大化，线性校准后就会显示出实时含水率。

此外，还有电容式、重量式、红外线吸收式、微波法、电容法和电导法等不同的检测方法，这些方法都是根据不同的物理原理来测量原油中的水分含量。

原油含水检测分析计量方法摘要：在社会不断发展的带动下，各个领域的发展都取得了良好的成绩，从而为石油产业的发展起到了积极的作用。

就石油产出液来说，其通常都是由原油、天然气以及水组合而成，针对原有的含水量实施检测工作，对于石油的生产以及开采工作的实施都会造成巨大的影响，并且也可以更加准确的对原油的质量加以明确。

这篇文章主要针对原油含水检测分析计量方法进行深入的研究分析，希望能够对我国石油产业的未来稳步发展有所帮助。

关键词：原油含水量；检测分析；计量方法引言：石油在人类社会发展中具有重要的作用，针对石油原油含水量实施检测工作，对于分析油田的实际情况具有重要的作用，并且也可以为后续开采方案的编制以及生产方式的挑选给予良好的帮助。

但是就当下实际情况来看，我国原油含水检测分析计量工作整体水平较差，所以还需要我们进一步的进行深入的研究分析。

1原油含水检测分析计量的重要性原油含水检测分析计量方法在石油化工行业生产中具有重要的作用，当前检测工作中所采用的方法主要有人工采样化验、密度法、电容法、多模式测量法等等。

就原油含水检测工作来说，其所具有的重要作用主要集中在下面几个方面：首先，社会停机的发展为工业体系的发展起到了积极的推动作用，所以使得各个行业对于原有的需求量随之不断增加，经过对大量的相关信息数据进行统计分析我们发现，截止到2015年，开采油井已经达到了九千以上。

石油数量的不断增加使得原油含水量随之提升，所以在实施检测分析工作的时候，还应当重点重视含水量的分析工作，确保石油开采和炼制都可以达到良好的水平。

其次，我国原油产出形势主要涉及到生产井、二次开发井两种形势。

要想更全面的对油井的生产情况加以掌握，实施精细化的老井开采工作，应当重视含水数据的检测和统计工作，从而为实践工作的实施给予必要的辅助[1]。

2原油含水检测分析计量影响因素2.1计量损失在针对原油实施化验工作的时候，最为重要的就是需要提取原油，在上述过程中，设备中往往会残留诸多的原油，并且具有较为突出的低凝点的特征，所以含水率无法保证良好的稳定性，这样就会对数据造成严重的损害。

电容和电阻法原油含水率快速测量仪的研制杜怀栋;王春光【摘要】针对油井采出液原油含水率测量蒸馏化验方法存在操作过程繁杂、化验时间较长、计量误差大、油气污染重等问题，利用原油和水相对介电常数差别较大的原理，设计了一种特殊的电容、电阻测量传感器，并通过对影响因素的自动修正、数学模型模糊处理等技术手段，开发了一种能够快速测量取样桶内原油含水率的分析仪。

该仪器彻底改变了油田多年来传统的原油含水率化验方式，将极大地提高油井采出液原油含水率测量的工作效率。

%The measuring method based on distillation and assay for determining the water content of crude oil taken out from oil well features many shortcomings, such as complex operation procedures, longer assay time, large metering error, and heavy pollutionsof oil and gas, etc. Aiming at these problems, the special resistance and capacitance sensor is designed by adopting the principle of big difference of relative dielectric constant between oil and water;then through some of the technical measures, including automatic correction for influence factors, and fuzzy processing of mathematical model, etc. , the high speed analyzer that can measure water content of crude oil in sampling barrel is developed. The instrument thoroughly changes the traditional assay mode for water content of crude oil, and greatly heightens the operating efficiency for measuring water content in crude oil produced from the oil wells.【期刊名称】《自动化仪表》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】5页(P63-67)【关键词】原油含水率;电容;电阻;油井;测量仪【作者】杜怀栋;王春光【作者单位】中国石化胜利油田分公司技术检测中心，山东东营 257000;中国石化胜利油田分公司技术检测中心，山东东营 257000【正文语种】中文【中图分类】TH89油井采出液原油含水率测量是油田开发中一项十分重要的工作。

基于电容电导法的原油含水率测试仪设计
张博;刘润华
【期刊名称】《仪表技术与传感器》
【年(卷),期】2009(000)007
【摘要】提出了新的基于电容电导法的原油含水率测量方案.制作了平行板式传感器,设计了电容、电导测量电路,以数字信号处理器TMS320LF2407为核心设计了原油含水率测试仪样机.在含水率测试仪的数据处理中,采用了基于BP人工神经网络的多传感器信息融合技术.实验室进行的初步实验表明此方案能够实现全量程含水率的测量,具有较高的精度.
【总页数】3页(P39-40,44)
【作者】张博;刘润华
【作者单位】中国石油大学信息与控制工程学院,山东东营,257061;中国石油大学信息与控制工程学院,山东东营,257061
【正文语种】中文
【中图分类】TH89
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新型原油含水率在线监测测试方法朱浩，于革，张治国【摘要】摘要：目前石油含水率测量应用的方法主要有射线法、短波吸收法、微波法、电容法、射频法和红外光谱法等，测油品微水含量采用卡尔·费休法。

通过综合分析现有的测水技术，将微波法、电容、射频法相融合，加入脉冲补偿电路、积分放大电路等，采用电脉冲分析法在线测量石油水份，使测量的稳定性和准确性得到很大提升。

传感器部分采用圆筒形结构，使测水仪在操作上更加简便，使用和测量范围更大，灵活性和可靠性也得到加强。

【期刊名称】黑龙江科学【年(卷),期】2015(000)004【总页数】3【关键词】原油含水率；电荷转移脉冲法；电荷泵；积分放大电路1 背景介绍原油的含水率测量对于确定出水或出油的层位、掌握油田地层动态、估计产量和预测开发寿命及油田的产量质量控制、油井状态检测、减少能耗、降低成本和采油管理自动化等很多方面都具有十分重要意义，对决策部门掌握生产动态、确定产量分配、提高三次采油质量也同样起着至关重要的作用。

电脉冲分析法的基本原理是在介质电极加上一个窄脉冲电压，在脉冲电场与介质相互作用时，介质水分子简化为电偶极子，介质由大量微小的电偶极子组成。

当没有外电场时，由于石油中的水分子的无规则的热运动，电偶极子的排列是杂乱无章的，因而对外不显电性。

当有外电场时，每个电偶极子都将受到一个力矩的作用。

在此力矩的作用下，石油中的电偶极子将转向外电场的方向。

由于分子的热运动，各电偶极子的排列并不是十分整齐，对于整个电场中的石油来说，在垂直于电场方向的两个表面上，也将产生极化电荷，这种电荷不能转移、移动和被带走。

撤去外电场，由于分子的无规则的热运动，电偶极子的排列又将变成杂乱无章。

介质中的极性水分子受到这一脉冲电场力的作用而产生极化电荷，同时会在电容极板上感应出相应的等量异种电荷。

当脉冲电场力撤出后，极化电荷会由于自身的热运动而恢复到原来杂乱无章的状态，而等量的异种电荷会经由电荷放大器处理并转化为电压信号送由单片机处理。

基于电容法的原油局部持水率检测方案方禹;余厚全;唐桃波;汤天知;秦民君;刘国权【摘要】针对阵列式电容法原油持水率检测提出平面交指式电容传感器结构,设计实现基于电容频率转换的一体化检测方案,开发了基于电源电流变化的信号检测电路.实验结果表明,该方案传感器体积小,电路连接线少,被测电容值经变频后抗干扰能力强,在低持水率段(≤50％)有良好的分辨率,对阵列式电容法原油持水率检测仪器研究具有参考价值.【期刊名称】《测井技术》【年(卷),期】2016(040)003【总页数】4页(P307-310)【关键词】电容法;持水率;阵列化【作者】方禹;余厚全;唐桃波;汤天知;秦民君;刘国权【作者单位】长江大学电子信息学院,湖北荆州 434023;长江大学电子信息学院,湖北荆州 434023;长江大学电子信息学院,湖北荆州 434023;中国石油集团测井有限公司,陕西西安 710077;中国石油集团测井有限公司,陕西西安 710077;中国石油集团测井有限公司,陕西西安 710077【正文语种】中文【中图分类】TN710;P631.840 引言在线检测油井中原油持水率是原油开采的重要决策参数。

现场常用的方法之一是基于电容的集流式持水率检测。

水平井与大斜度井中重力的作用导致油井截面上油、水分层,加之水平井、大斜度井的井眼长距离波状起伏等原因,造成水平流动生产剖面异常复杂。

垂直井中所使用的常规的以点带面的集流式测量方法并不能准确反映水平井和大斜度井中油井截面的持水率信息。

为了获取油井截面油水分布信息,国内外有关单位开展了相关的研究开发工作。

英国SONDEX公司在2002年开发了阵列电容式持水率检测仪器(Capacitance Array Tool)。

徐文峰等[1]设计了筒状电容传感器,用于水平井中油/水两相持水率的测量;赵晓强等[2]采用相同电容传感器结构,设计了用于水平井中气/水两相持水率测量仪器。

这2种传感器都是将筒状电容器水平放置在水平井中,通过测量筒状电容器截面的水位高度获取油井截面的持水率信息,只适用于水平井、低流量时界面分离的情况,当流量较高、井斜不是很大或者筒状电容器截面直径远小于井筒截面直径以及仪器偏心时,测量结果会受影响。