常用原油含水率动态测量技术的分析与研究

摘 要：原油含水率测量的准确与否和油田企业的生产和经济效益直接相关，因此，必须对其进行相应的分析与研究。本文通过查阅大量的文献资料，对目前常用的原油含水率动态测量技术进行了分析与研究，主要对这些方法的基本原理、优缺点进行了系统、完善的总结，希望可以给相关行业的工作人员起到一定的参考作用。

关键词：原油含水率;油田;测量技术;动态;企业

经过几十年的开发，我国很多油田的地下能量逐渐降低，使得油井的压力日益下降，最终导致油田的产量大大减少。在油田开发中后期阶段，为了增加油层的压力，必须进行高压注水，但是高压注水会增大原油含水率，会对很多方面产生影响，如开采、脱水、计量等，带来一系列的问题，极大了增加了企业的生产成本，从而严重影响了油田企业的生产运行[1]。因此，如何提高原油含水率测量的准确度，合理控制原油含水率，降低企业的生产成本，提高原油采收率，已经成为我国很多油田迫切需要解决的问题。

1 原油含水率动态测量技术

在原油含水率的各种测量方法中，静态测量方法的缺陷较多，如蒸馏法、电脱法、卡尔费休法等，测量的结果误差比较大，耗时较长，而且不能进行正常的在线测量，很难满足油田企业的生产要求。随着科技的快速发展，原油含水率动态测量技术得到了迅猛发展，目前在各大油田中得到了广泛地应用和推广。目前，常用的原油含水率动态测量方法主要有6种：密度法、电磁法、超声波共振法、电容法、红外光谱法以及过程层析成像法[1]。

1.1 密度法

油和水的密度具有一定的差异性，密度法正是利用这一特性，利用压力传感器对原油的密度进行测算，然后结合原油密度与含水率之间的关系，最终获得原油含水率。密度法的优点是影响因素较少，成本少，易于维修和保养。如果原油中含水较少时，密度法的测算结果误差比较大，因此这种方法不能应用于含水率较低的原油。

1.2 电磁法

电磁法本质上是利用电磁波的相关特性对原油含水率进行测量的技术，主要有2大类：①利用电磁波的共振技术对原油含水率进行测量;②利用电磁波的吸收特性对原油含水率进行测量。目前，实际应用的电磁法有很多，如γ射线法、短波吸收法、微波法、同相轴相位法等。电磁法的主要优点是非接触式测量、操作简单、防止原油腐蚀、稳定性好，其缺点主要有成本高、测量范围小、精度低、维护困难。

1.3 超声波共振法

在恒速流动的介质中，超声波在传播过程中会出现一定规律和多普勒效应，超声波共振法就是利用上述特点，在超声变频发射的电路中引入正反馈，让这种测量系统自主搜索共振点，而原油的含水率不同，则其共振频率也会不一样，因此，使用超声波共振法就能够测量原油的含水率。一般情况下，原油含有比较多的杂质，而不同的杂质具有不一样的吸收能力，进而会严重影响原油含水率的测量精度。另外，超声波共振法所使用的探头制作过程非常复杂，价格昂贵，操作也比较复杂，维修和保养也十分困难，因此目前该技术仅仅适用于实验室的研究。

1.4 电容法

由于混合介质的含水率不同，其等效介电常数会不一样，通过电容传感器可以将等效介电常数的变化情况转化为电容量的变化，从而可以结合电容值测试理论获得电压的数值，最后根据数值大小可以间接得到原油的含水率。电容法的优点是仪器简单，使用方便，成本小以及精度高等，因此，这种方法被广泛应用于油田的实际生产中。但是电容法也存在一定的缺陷：量程范围小，区分度较差，而且如果原油的含水率较高，测量的效果较差。

1.5 红外光谱法

由于油、水对近红外光谱的吸收能力具有一定的差异，因此可以使用红外光谱法进行原油含水率的测量。在实际应用中，只要可以獲得被水吸收的特定波长，然后对被测介质透射光功率的变化进行分析和研究，就可以测量出原油的含水率。目前的红外光谱法具有反应快、样品损坏率小、精度较高以及灵敏度高等优点，并且可以应用于在线测量，但是也存在一些缺陷，如价格非常高、操作复杂、维护困难。

1.6 过程层析成像法

过程层析成像技术是一种可以在线进行实时测量的技术，该技术主要被应用于对两相流和多相流过程中一些参数的分布情况进行分析，利用该技术不但可以得到测量样品中各种组分的局部浓度分布情况，而且还可以获得各相的总浓度。虽然层析成像技术具有系统成本低、适用范围广、系统结构简单、非侵入性传感器、安全性能佳等优点，但是，由于目前层析成像技术不是很成熟，存在一些缺陷：精度较低、实时性较差、图像的质量不清晰，离工业化应用还有一段距离，其主要应用于实验室的测量中，有待进一步深入研究和发展。

2 结论

随着科技的快速发展，在线动态测量技术一定会逐渐代替静态测量技术。为了更好地满足实际生产的需求，原油含水测量技术未来会朝着一体化、智能化、反应快、精度高及远程控制的方向发展。今后，各种高科技手段将会引入到原油含水率的实时测量之中，油田企业的工作人员将会使用更加科学、合理的技术方法来进行原油含水率的测量，测量的精度将会更高、稳定性会更好、成本更低，从而为石油行业的可持续发展打下坚实的基础。

参考文献：

[1]孙广栋.原油含水率测试方法研究[D].西安：西南石油大学，2017.

作者简介：

丁宜宁（1993- ），女，汉族，辽宁盘锦人，本科，助理工程师，主要从事QHSE管理方面的工作。