油水混合物含水率在线检测技术最新研究进展

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。

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。

油田高含水期稳油控水采油工程技术1. 引言1.1 油田高含水期稳油控水采油工程技术的重要性油田高含水期是指油田产量中水含量较高的阶段，通常是指油井产水量超过50%的阶段。

在油田开发中，高含水期是一个非常常见的阶段，而如何有效地稳油控水、提高采收率成为油田管理者和工程技术人员面临的重要挑战。

稳油控水是保证油田生产经济效益的关键。

在高含水期，油井产水量增加，油井产油量减少，如果不及时采取措施稳定油井产量，将导致油田整体产量下降，进而影响油田的经济效益。

稳油控水可以延长油田的生产寿命。

高含水期对油田产量的影响是不可避免的，但通过有效的稳油控水技术，可以延缓油田产量的下降速度，延长油田的生产寿命，充分挖掘油藏潜力。

稳油控水还可以降低油田生产中的安全风险。

在高含水期，油井产水量增加，可能引发油井失稳、油田漏油等安全问题，通过稳油控水技术可以有效降低这些安全隐患，保障油田生产安全。

油田高含水期稳油控水采油工程技术的重要性不言而喻，只有通过有效的技术手段和管理措施，才能更好地应对高含水期带来的挑战，实现油田的稳定生产和持续发展。

1.2 油田高含水期的定义和特点油田高含水期是指油田产液中水含量大幅度增加，达到一定阶段的时间段。

在油田生产运行过程中，随着时间的推移，原油中水含量逐渐增加，导致油水比逐渐下降，特别是在油井长时间生产后，油井的产液中水含量逐渐增多，进入高含水期。

油田高含水期的特点主要包括以下几个方面：油田产液中水含量明显增加，原液品位下降，导致采收率降低，产量逐渐减少；油藏渗透率下降，原油粘度增加，采油难度增大；油井产液中水含量不均匀分布，造成油井产量差异，影响整体采收效果；高含水期持续时间较长，对油田的整体开发与产量影响较大。

针对油田高含水期的特点，需要采取相应的稳油控水技术，以保证油田的稳产和高效开采。

2. 正文2.1 油田高含水期稳油控水采油技术的原理和方法1. 油层物理化学特性分析：在油田高含水期，油层的物理化学特性会发生变化，影响油水分离效果和采收率。

化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2024 年第 43 卷第 2 期油气水三相流相含率超声测试模型优化苏茜1，2，邓翔天1，刘振兴1，2（1 武汉科技大学信息科学与工程学院（人工智能学院），湖北 武汉 430081；2 武汉科技大学冶金自动化与检测技术教育部工程研究中心，湖北 武汉 430081）摘要：油气水多相流广泛存在于油气工业过程。

针对现有油气水多相流相含率模型对超声换能器测量信息利用有限这一问题，提出了一种水基分散分层流相含率超声测试模型的优化方法。

利用最大粒径模型，研究了水基分散分层流中分散相粒径变化规律，确定粒径-波长比的范围处于中波长区。

根据超声脉冲回波法，采用“一发三收”超声换能器测试系统，提出了水基分散分层流中超声扩散衰减的测试方法。

在此基础上，结合Faran 弹性散射理论，建立了油水分散流含油率超声测试模型。

利用换能器渡越时间测量信息，提出了声程波动修正参数，改进了油水分散流中混合声速测试模型，并进一步优化了含气率测试模型。

仿真结果表明，水基分散分层流含气率预测平均相对误差和均方根误差分别为0.43%和0.23%，含油率预测平均相对误差和均方根误差分别为3.30%和0.28%，验证了所提出的基于混合声速的相含率测试优化模型的有效性和准确性，为油气水多相流超声测试方法提供理论依据。

关键词：分散系；相含率；模型；优化；脉冲回波法中图分类号：TE81；TB551 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2024）02-0791-09Model optimization of phase fraction in oil-gas-water three-phase flowusing ultrasonic testing techniqueSU Qian 1，2，DENG Xiangtian 1，LIU Zhenxing 1，2(1 School of Information Science and Engineering (School of Artificial Intelligence), Wuhan University of Science andTechnology, Wuhan 430081, Hubei, China; 2 Engineering Research Center of Metallurgical Automation and MeasurementTechnology, Wuhan University of Science and Technology, Wuhan 430081, Hubei, China)Abstract: Oil-gas-water multiphase flow is pervasive in oil and gas industry processes. However, the current phase fraction model for oil-gas-water multiphase flow limits to fully exploit the measurement information from ultrasonic transducers. To solve this problem, an optimized phase fraction model that employs an ultrasonic testing technique in water-based dispersed stratified flow was proposed. Using the maximum particle size model, the variations in particle size in water-based dispersed stratified flow was studied, and the particle size-wavelength ratio resides within the intermediate wavelength regime was determined. Moreover, a “one-transmitter-three-receivers” test system was adopted based on theultrasonic pulse-echo method and developed a testing method for ultrasonic diffusion attenuation in研究开发DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-1384收稿日期：2023-08-11；修改稿日期：2023-11-30。

原油含水率自动监测仪在油田的应用【摘要】原油在生产过程中，从油井中采出的原油是油、水、气和含有其它杂质成分的三相流体。

因原油含水率、含气率的波动等因素所造成原油交接计量误差大的问题，经常造成原油交接计量纠纷及人财物的浪费。

射线型原油含气、含水率自动监测仪和射频含水分析仪在油田联合站的使用，解决了无法连续计量的问题，避免人了工误差。

使用这两种仪表在中原油田的原油计量中发挥了明显的优势。

【关键词】含水率射频γ射线含水分析仪1 引言中原油田目前主要采用注水采油工艺，采出原油的含水率普遍偏高，各采油队将混合液汇输到联合站经过分离处理，随后进行油、气、水的计量，以前对原油的计量主要有人工蒸馏化验法、振动密度计法等，但这些技术都有一定的局限性，可靠性差，尤其是这些方法都无法消除含气对含水率测量带来的影响，因而使原油计量始终处于一个低水平，给油田开发管理带来诸多不便。

中原油田文一联合站主要接收由采油一厂七个采油区管线输送和油罐车拉来的原油，这两种来油方式给原油计量外输带来了很大不便。

用人工进行化验要求取样频繁工作量大，测出的含水率不是连续值，误差较大，无法准确计量。

2 在油田的应用2.1 射线型原油含气、含水率自动监测仪的应用在对七个采油区管线输送的来油，中原油田采油一厂文一联合站在集油岗的来油管线上安装了七台YSQF-I射线型型原油含水含气分析仪外加计数流量计，使各个采油区经过管线输送进站的原油产量计算得到了很好的解决。

这套系统的配置是：给每个采油区输送来的原油，在管线上配有台射线型含水仪，附加计数流量计，数据传到微机系统，系统将采集到的原始数据进行后台整理，并处理计算，对各采油区的油、气、含水率进行实时监测，以报表和趋势图的形式显示在微机大屏幕上，直观明白易于操作。

射线型含水仪的测量管道安装在原油分离器的进口，来油经过管道，每个放射源所发出的强度不太高的γ射线穿过油、水混合介质，通过探测器计数，然后进行分析计算总结，从而得到含水率，这样的结果准确客观。

CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2017年第36卷第12期·4392·化 工 进展油水乳液体系中甲烷水合物生成研究进展潘振1，王喆1，商丽艳2，张亮1，李文昭1，李萍2（1辽宁石油化工大学石油天然气工程学院，辽宁 抚顺 113001；2辽宁石油化工大学化学化工与环境学部，辽宁 抚顺 113001）摘要：在石油工业领域，油气开采与输送过程中，高压低温条件极易形成水合物阻塞管路，影响了管路正常运行，甚至会造成安全事故。

随着水合物抑制与防堵技术的研究日益进展，甲烷水合物在乳液体系中的生成情况成为关注的重点。

为掌握甲烷水合物在油水乳液体系中的生成规律，了解影响其生成情况的因素，对抑制高压输油与海底混输管道的水合物生成提供思路，本文针对前人的实验研究成果作了归纳，总结了乳液体系中甲烷水合物的生成机理及水合物生长壳模型，并对水的“记忆效应”加以介绍，又重点将乳液含水率、粒径大小、搅拌速率、温压条件、油相及添加剂等诸多因素展开分析。

最后指出，水合物的生成由各种因素协同作用影响，不可孤立分析，而油水乳液的多相流动也使问题更加复杂。

目前对于乳液体系中甲烷水合物的影响因素及原理认识尚未成熟，需要进一步的研究与讨论。

关键词：甲烷；水合物；乳液；管道；影响因素中图分类号：TE 89 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）12–4392–11 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-0565R esearch progress on methane hydrate formation in oil and wateremulsionP AN Zhen 1，WANG Zhe 1，SHANG Liyan 2，ZHANG Liang 1，LI Wenzhao 1，LI Ping 2（1Petroleum and Natural Gas Engineering ，Liaoning Shihua University ，Fushun 113001，Liaoning ，China ；2College ofChemistry ，Chemical Engineering and Environmental Engineering ，Liaoning Shihua University ，Fushun 113001，Liaoning ，China ）Abstract ：In the process of oil and gas extraction and transportation ，the hydrate which formed by high pressure and low temperature conditions ，affected the normal operation of the pipeline ，and might cause safety accidents. With the development of hydrate inhibition and anti-blocking technology ，the formation of methane hydrate in the emulsion system has become the research focus. To grasp the formation rule of methane hydrate in oil-water emulsion system ，and understand the factors that affect the formation of methane hydrate ，and provide a paradigm shift to suppress the formation of hydrate in the high-pressure oil and submarine pipelines ，this paper summaried the mechanism of methane hydrate formation in the emulsion system and the model of hydrate growth shell. The concept of the “memory effect” of water was introduced. The effects of emulsion water content ，particle size ，stirring rate ，temperature and pressure conditions ，oil phase ，additives and many other factors on the formation of hydrate were analyzed. Finally ，it is pointed out that the formation of hydrate is affected by various factors which are interrelated and can not be analyzed separately ，and that the multiphase flow of oil-water第一作者及联系人：潘振（1981—），男，博士，副教授，主要研究方向为天然气综合利用技术。