精确测定液体石油密度浅析

周洋洋 李雯雯 郭伟

摘要：本文是通过大港油田孔店、南一联合站原油接油点多年计量交接测定过程中，对密度测定中存在的问题，以及技术上争论，提出解决方法。

关键词：原油密度测定  准确率  对策

一、测量过程中影响密度准确性的因素

本文将重点讨论在GB1884—2000中没有解决的问题：⑴原油密度测定过程时间对结果的影响。⑵密度计量筒材料对测定密度结果的影响。

二、测试过程使用的仪器及测定方法

（一）测定仪器

1、密度计量筒：由透明玻璃，塑料或金属制成，其内径至少比密度计外径大25mm，其高度应使密度计在试样漂浮时，密度计与量筒底部至少有25mm。

2、密度计：玻璃制，应符合SH/T0316-1998技术要求。

3、温度计：全侵式水银温度计，-20—102℃。

4、恒温浴：其尺寸应取能够容纳密度计量筒，保持实验温度在±0.25 0C以内变化。

（二）取样的方法

按照GB/T4756-2015标准采样。

（三）测定方法

1、在试样温度下，将其转移到温度稳定清洁的计量筒中，避免试样飞溅生成过多的气泡。

2、用一片清洁的滤纸清除表面形成的气泡。

3、把装有试样的量筒垂直放入空气不流动的地方，环境温度与操作试样温度差不大于2 0C，否则应放入恒温水浴中。

4、用温度计或搅拌棒，垂直搅拌试样，使整个量筒中试样的密度、温度达到均衡，记录温度值，在量筒中取出温度计和搅拌棒。

5、把合适的密度计放入液体中，让其自由漂浮，使密度计慢慢沉入液体中，要有充分的时间让密度计静止，并让所有的气泡升到表面，读数前要除去气泡。

6、读数时眼睛要高于液面，观察密度计读数为液体弯月面上缘与密度计相切的一点，在加上修正值，就是视温度下的视密度。

（四）按照 GB1884方法操作的精密度。

三、操作过程存在问题纠正与讨论

（一）测定密度时间对结果准确性的影响

不同石油的物性，挥发性不同，而石油是多组分的，其密度必然多组份组合，而不同组份的挥发也就造成密度变化，其变化大小只能由石油物性和测定温度、时间、压力来确定。GB1884规定了测定压力、温度，但测定时间没有规定，测量时静止时间不一样，因被测石油组份在测定过程中一直在挥发，所以被测石油密度就会一直在变，只是温度恒定的条件下随测定时间的延长变化速度越来越小，密度的失真越来越大。

在化验室中测定其石油密度是在常压下进行，因而当达到试验温度后会出现大量气泡。

A点：气体挥发最严重的时期，原油中会有大量的气泡出现，附着在侵入石油的密度计上，并向上托起造成密度计无法自由下降，测量密度远大于真实密度。

B点：被测石油挥发一段时间后，只存在分布均匀的小气泡其直径小于0.1mm。原油试样中的小气泡移动缓慢，又无法快速浮出或附着在密度计上，虽然有大量的挥发，但是油中均匀分布大量的游离气体导致测量密度最小。

C点：被测油样中的小气泡基本被全部排出，只有微量存在于原油中，C点做为一个拐点原油的密度变化进入到一个稳定期，变化速度放慢。

D点：被测油样经过长时间存放进入一个变化缓慢的完全稳定期。

AB-BC段：变化最大的时期不适合测量，重复性最差。

CD段是变化最小的时期适合测量，但因为有大量的组份被挥发了，被测原油的密度要大于真实密度。

往后时间段的密度测定都是越来越失真，因此测定密度时，倒入试样1-10分钟内对密度进行测取，是最为合适的时间。

解决的途径

1）系数修正法：密度测定过程采用GB1884-2000，但在CD段测定用系数加以修正，把挥发造成的密度上升减去，同一油田原油物性基本不变，所以是可行的。

2）帶压容器测定密度法

油样放入带磨口盖的密度计玻璃量筒中，盖好降温，待温度低于在线温度，高于凝固点3℃ 以上时，搅拌，并缓缓放入密度计后，密封，把密度计量筒放到恒温水浴中，加热到在线温度，进行长时间温度恒定，等密度计在里静止，取出密度计读数测温，记录结果，并加以修正。

优点：准确度高，对于高挥发性的原油影响不大，可操作范围广，消除高温挥发、粘度对密度的影响。缺点：操作复杂，时间长。

（二）密度计量筒材料对原油密度测定的影响

在GB1884-2000国家标准当中，允许使用密度计量筒的材质有透明玻璃、塑料、金属，常用透明玻璃材质。

1、材料性质

塑料隔热性好，轻便易操作;与原油易形成腐蚀，老化严重，且与原油之间的表面张力最大。

金属量筒导热性好，笨重不易操作，但抗腐蚀老化好，与原油之间的表面张力最小。

透明玻璃导热情况趋于金属和塑料之间，抗腐蚀老化最好，但操作不便，易碎、受热不均匀也会碎。

2、材料要求

a、导热性能要好;b、表面张力小;c、抗腐蚀，抗老化性能好;d、易操作，不易碎。

从以上四条要求看，金属材料能够符合条件。

3、对测量精度的影响

从大量现场实验得出：在同一种油品，同一支密度计，常压条件下，平衡温度±0.25以内，平衡温差2℃，所用的时间，金属量筒远小于玻璃量筒，所做的密度，金属量筒也小于玻璃量筒，结论如下：

1、金属量筒内油品在同等条件下，温度平衡时间短，油品挥发少。

2、金属量筒与原油表面张力小，在放入密度计时相对运动平衡较快.

3、在同等条件下，金属量筒测定密度结果更接近真值。

4、密度测定量筒应该规定使用不锈钢金属制造。

四、解决方案

一、密度计量筒应规定选择不锈钢制造。

二、密度测定时间应根据系数修正法规定。（3-7分钟）

三、实现如上操作改进重复性小于0.2kg/m3，再现性小于0.5 kg/m3，数据表明在GB1884的规定中，改进量筒材质，改进密度测定方法，可以更加精确测定液体石油密度，提高石油计量精度。

参考文献

一、国家动态计量标准GB9109

二、国家液体石油测定法GB1884

三、原油交接计量管理办法

中国石油大港油田第六采油厂  河北省  黄骅市  061100