原油含水率测量分析原理与系统应用杨瑞斌1，宋章帅2（1.中国石化中原油田分公司物资供应处，河南濮阳，457000；2.中国石化中原油田分公司采油一厂，河南濮阳，457000）摘要：原油含水率是原油生产中的重要技术指标，对油田自动化管理具有重要意义。论述并比较了主要的原油含水率测量方法，介绍了含水率测试仪工作原理以及原油含水分析化验自动化系统的主要特点和应用情况。关键词：原油含水率；测试仪；自动化系统中图分类号：TE135+.4文献标识码：A文章编号：1004-6429（2011）02-0103-02原油含水率是原油生产中的重要数据，是计量油井产量，评价油藏的开采价值、采出程度及制定开采方案的重要指标。原油含水率的在线检测是油田地面计量的一个关键环节，对于确定油井出水、出油层位，估计原油产量，预测油井的开发寿命具有重要意义。同时，准确及时的原油含水率在线检测数据能够反映出油井的工作状态，对实现油田自动化管理起着重要作用。原油含水率是一个复杂的随机系统，由于原油含水率测量受到多种因素的影响，且与其影响因素具有复杂的非线性关系，始终缺乏一种既简便快捷、又准确实用的预测模型。在原油生产和储运过程中，原油含水率的检测十分重要。国内外研究学者先后提出多种测量方法，设计出不同形式的含水率测试方案，这些测量方案大大降低了取样化验的劳动强度，提高了含水率测量的科学合理性，为油田的脱水、集输及计量提供了科学依据。1原油含水率的定义原油含水率指水在油气水三相混合流体中所占的质量分数，计算公式为:含水率的主要测量方法目前在石油生产中，原油含水率的检测方法包括蒸馏法、电脱法、振管密度计法、射频法、X射线法、电容法和微波法等。由于原油含水率的测量受到多种因素的影响，且与其影响因素具有复杂的非线性关系，因此各种测量原油含水率的方法都具有一定的局限性。蒸馏法是指传统的定时取样蒸馏化验的人工分析方法进行原油含水率的测量。由于该方法不能在线及时测量原油的含水率，因此如何快速、准确地在线检测原油的含水率，一直是油田急需解决的问题。X射线法虽然能适应较大的含水率测量范围，但由于现场操作人员对放射性元素的恐惧心理，难以进行推广。微波法原理复杂，仪器成本较高，而且使用和维护困难。振管密度计测量精度较高，但易受结垢、流体含气等因素的影响。所以，目前还没有一种能够安全环保、成本低廉、准确可靠地测量含水率的计量仪器。2.1电容法在利用电容式水分传感器进行水分测量的过程中，传感器的输出除了与原油中水分的含量有关外，还受温度的影响，导致传感器的性能不稳定，测量精度低。但如果通过对水分、温度两个参数的同时监控，并且采用多传感器的信息融合技术，就可以提高测量精度，消除干扰量的影响。电容含水分析仪适应于油为连续相的情况，不适用水为连续相的情况；电容法具有结构简单、响应速度快、精度较高、成本低等优点，但通用性差，仅适合低含水的情况。2.2微波法微波含水率测量方法利用其穿透特性，测量微波信号的衰减值和相位移，实现无损、高速测量。微波信号的衰减值和相位移同时是含水率和混合流体密度的函数，原油在管路中流动，受油气水三相流型和温度径向梯度的影响，混合流体密度难以保持一致。消除该密度影响的算法主要有双频率法和双参数法。双频率法同时使用两个频率的微波分别测量，存在系统复杂、成本高的缺点，应用较少。双参数法测量是利用微波的传输参数衰减2mw（1）η=×100%mw+mO+mg式中：η—油含水率；mw—混合物中的水的质量mO——混合物中的油的质量；mg—混合物中的气的质量。由于油、水的质量远远大于气的质量，因此，（1）式可以近似写为：mw（2）η=×100%mw+m0收稿日期：2011-03-05作者简介：1）杨瑞斌，男，1973年出生，1994年毕业于西安科技学院，工程师，457000，河南省濮阳市·103·山西科技SHANXISCIENCEANDTECHNOLOGY2011年第26卷第2期值和相位移受密度影响这一特性，以消除混合流体密度影响的原油含水率测量方法。在仪表研发的中后期同时开始了信息采集系统的研究开发。3．3采集系统流程根据采样计划，从中心数据库调取信息经过修改后打印出含有取样号、取样日期...