当原油含水率的检测及原油计量的研究与实现

原油含水率的检测及原油计量的研究与实现

王书鹤1，王宁2

（1．山东大学信息科学与工程学院，山东济南250100；2．山东大学络教育学院）

1 前 言

在原油的开采、脱水、集输、计量、销售工作中，原油而除导航的含水率和原油的产量是油田生产的重要指标。目前石油生产中，原油的含水率仍然使用传统的定时取样蒸馏化验的人工分析方法，由于该方法不能及时测量原油的含水率，因此如何快速准确检测原油的含水率，一直是油田急需解决的难题。另外，油田原油计量每月应通电运转1次中使用的翻斗流量计，精度仅为3级，并且只能计算油水混合液的重量。为此，笔者应油田一个联合站的要求，以油田集输工艺中的沉降罐为对象，采用差压变送器和液位变送器为检测手段，应用计算机进行实时处理，对沉降罐中原油含水率的检测和原油的计量进行了卓有成效的研究、探讨和尝试，实现了沉降罐原油含水率的检测及原油的精确计量的目的。

2 测量原理

在油田集输工艺中，将油井抽出的油、水、气混合液进行初步气、液分离后，将油水混合液集中输送到联合站的沉降罐中，经沉降和脱水处理，当原油含水率符合国家标准，才能作为商品输送给用户。

图2—1所示沉降罐为高度12 m的钢筋水泥结构的圆柱体敞口容器。设该沉降罐下部检测点压力为PB，液面上压力为PA，图中检测的液位高度为h，根据流体静力学原理，ΔP＝PB－PA＝hρg。式中g为重力加速度，ρ为被测油水密度。显然，如果用差压变送器和液位变送器分别测得ΔP和h，就可求得油水密度

由于温度是影响油水密度的主要因素，如果同时检测出油水中的温度并进行修正，即可按照数学模型求得该沉降罐中原油的含水率及原油的重量。

3 系统设计及误差分析

如图3—1所示。图中选用双法兰式电动差压变送器、沉筒式液位电动变送器和电动温度变送器，分别将ΔP、h和T的变化转换为4～20mA的标准信号，分时送入计算机，按照计算机中的数学模型，定时计算出油水密度、含水量及原油重量。当含水量较大时，按照联合站脱水、放水工艺处理；当含水量达到处理要求时，则将原油输送给用户。在上述两种情况下，该系统都能实时完成油量的计量功能。 由于沉降罐含水原油的液位通常控制在9．5m±0．5m范围内，选择量程为10m的沉筒式液位变送器。对于油水密度为0．850～1．000g／cm3，则差压变送器的测量范围为98665～75478．7Pa，因此需要选择带迁移率的差压变送器。若液位变送器和差压变送器的由于与百姓生活密切相干精度均选为0．2级，则整个系统的误差为

4 结 论

该装置所有部件均采用防爆型，安全可靠。由于敞口容器中游离气体较少，在含水率0～100％测量范围内，误差为±0．5％。该装置经多年应用，已推广到其它联合站，作为联合站沉降罐油水参数测控和原油计量的辅助设备。

该装置利用差压变送器和液位变送器测量油水混合液密度是一项成熟技术，对油田集输工艺中单油井油水混合液密度的检测和含油量、含水量测定，以及炼油厂油品检测为了使油泵输出的油很快地进入油缸、盘库等有借鉴作用和推广价值。

［参考文献］

［1］ 蓝康孟．油罐计量技术发展回顾与展望［J］．油气储 运，1995，14（6）：34－37．