全自動(dòng)乳化原油含水測(cè)定儀的研制.doc

第三采油廠試驗(yàn)大隊(duì)2007年論文發(fā)布會(huì) 專業(yè)：油藏工程全自動(dòng)乳化原油含水測(cè)定儀的研制及乳化原油含水檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的建立劉崇信 李華敏（大慶油田第三采油廠試驗(yàn)大隊(duì)中心化驗(yàn)室）摘 要 大慶油田三元復(fù)合驅(qū)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明，隨著含水的大幅度下降，采出液中游離水變少或無(wú)游離水，采出井則出現(xiàn)不同程度的乳化現(xiàn)象，即由原來(lái)的水包油型轉(zhuǎn)向油包水型。針對(duì)乳化原油含水測(cè)定方法，應(yīng)用目前標(biāo)準(zhǔn)的離心法和蒸餾法已經(jīng)不能夠完全適應(yīng)，即在進(jìn)行化驗(yàn)含水時(shí)，剝離出來(lái)或離心出來(lái)的游離水不是澄清而是呈灰褐色，其中仍然含有乳化原油，而且油中水份不能完全蒸餾干凈。通過(guò)高校院所調(diào)研，與石油大學(xué)聯(lián)合研制全自動(dòng)乳化原油含水測(cè)定儀，探索一種新的測(cè)定方法，不但達(dá)到了完全蒸餾干凈油中水份的目的，而且避免撥游離水過(guò)程中的損失和輕組分的揮發(fā)。全自動(dòng)乳化原油含水測(cè)定儀，能夠比較準(zhǔn)確評(píng)價(jià)三元復(fù)合驅(qū)乳化原油含水，同時(shí)，建立“蒸餾分液稱重法測(cè)定乳化原油含水檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)”，填補(bǔ)大慶油田現(xiàn)場(chǎng)乳化原油含水檢測(cè)空白。主題詞 乳化原油含水 儀器研制 標(biāo)準(zhǔn)建立1 全自動(dòng)乳化原油含水測(cè)定儀的研制1.1研制思路通過(guò)在原油含水測(cè)定儀接收器的底端位置加工一個(gè)活動(dòng)的分液閥，即分液接收器，用乳膠管連接到一個(gè)密閉的錐形瓶進(jìn)行接收，乳化原油樣品在蒸餾之前不需要撥出游離水。蒸餾過(guò)程中當(dāng)分液接收器水分增多時(shí)，打開分液接收器底部的分液閥，水分自動(dòng)流到錐形瓶中，如此不斷的放水-蒸餾-放水，直到蒸餾不見水分增加為止，最后經(jīng)接收器、分液閥，收集到密閉錐形瓶中的水分，用打開的天平自動(dòng)稱量重量，計(jì)算乳化原油含水值。1.2工作原理冷凝后的油水混合液沿接收試管壁流入帶有刻度的試管中，從而在試管中形成明顯的油水分離界面 （油在上，水在下）。為了保證水不進(jìn)入導(dǎo)管和油不從試管下部的閥流出，則要控制油水界面處于試管中部，我們采用辦法是在試管的上下端各插入一對(duì)不銹鋼金屬探針，利用此探針檢測(cè)介質(zhì)的電容，由于油水兩介質(zhì)介電常數(shù)差別較大，從而通過(guò)檢測(cè)電容的不同即可得到油水界面所處的位置，利用此界位信號(hào)控制電磁閥的打開和關(guān)閉，從而達(dá)到控制油水界位的目的。開始工作時(shí)，電磁閥為關(guān)閉狀態(tài)，油水混合液流入試管，油水界位慢慢增高，直至達(dá)到上探針a時(shí)電磁閥打開，從而處于界位以下的水從下部流入帶刻度的錐型瓶容器里（用天平計(jì)量），當(dāng)界位降低到下探針b時(shí)，電磁閥關(guān)閉。如此循環(huán)工作，即可達(dá)到油水界位的控制目的。工作結(jié)束時(shí)，試管中殘留部分油和水，其中此部分水可通過(guò)所設(shè)計(jì)的手動(dòng)開關(guān)進(jìn)行放出（也可讀錄油水界面刻度與流入錐型瓶中的水相加）。1.3乳化原油含水接收器示意圖圖1 乳化原油含水接收器示意圖探針：材質(zhì)為不銹鋼絲，直徑0.7-1mm。探針端部尖銳，形成針狀，尖端方向向下。共有上下兩組探針，兩組探針上下間距： 下探針在試管刻度3ml處、上探針在15ml 以上的10mm處，每組探針的間距10mm。位置參數(shù)請(qǐng)見圖1。 1.4控制系統(tǒng)圖2 控制系統(tǒng)示意圖電磁閥：為微型塑料電磁閥，通徑2mm，常閉型。工作電壓：DC 24V使用介質(zhì)：水、空氣等溫度范圍：0-100工作壓力：0-8bar功率消耗：DC 5W響應(yīng)時(shí)間：6-20ms圖3 電磁閥的實(shí)物圖和外形尺寸圖 圖4 全自動(dòng)乳化原油含水測(cè)定儀整機(jī)示意圖2乳化原油含水測(cè)定效果評(píng)價(jià)2.1大慶油田中區(qū)西部薩I組功能型聚合物驅(qū)乳化原油含水評(píng)價(jià)選取大慶油田中區(qū)西部薩I組功能型聚合物驅(qū)采出液乳化比較嚴(yán)重的兩口井PT-5和PT-9，分別應(yīng)用Q/SY DQ0916-2003離心法、GB/T260-77蒸餾法和分液蒸餾稱重法測(cè)定含水，結(jié)果見下表。表1 離心法、蒸餾法和分液蒸餾稱重法評(píng)價(jià)薩組功能型聚合物驅(qū)乳化原油含水?dāng)?shù)據(jù)井號(hào)分析日期Q/SY DQ0916-2003離心法含水GB/T 260-77蒸餾法含水分液蒸餾稱重法備注PT-507.5.1597.2%96.3%90.25%PT-907.5.1596.5%94.2%87.31%用蒸餾分液稱重法測(cè)得PT-5井含水90.25%，分別比離心法和蒸餾法低6.59%和6.05%；用蒸餾分液稱重法測(cè)得PT-9井含水87.31%，分別比離心法和蒸餾法低9.19%和6.89%，證明蒸餾分液稱重法對(duì)比Q/SY DQ0916-2003離心法和GB/T 260-77蒸餾法，能夠比較完全測(cè)定出乳化原油中的水份。2.2大慶油田薩北開發(fā)區(qū)小井距南井組薩12組弱堿三元復(fù)合驅(qū)乳化原油含水評(píng)價(jià)選取大慶油田薩北開發(fā)區(qū)小井距南井組薩12組弱堿三元復(fù)合驅(qū)乳化比較嚴(yán)重的一口北2-6-501井，分別應(yīng)用Q/SY DQ0916-2003離心法、GB/T260-77蒸餾法和分液蒸餾稱重法測(cè)定含水，結(jié)果見下表。表2 離心法、蒸餾法和分液蒸餾稱重法評(píng)價(jià)小井距薩12組弱堿三元復(fù)合驅(qū)乳化原油含水?dāng)?shù)據(jù)井號(hào)分析日期Q/SY DQ0916-2003離心法含水GB/T 260-77蒸餾法含水分液蒸餾稱重法備注北2-6-50107.6. 799.1%97.2%89.21%北2-6-50107.6.1997.3%96.5%90.87%應(yīng)用蒸餾分液稱重法， 6月7日測(cè)得小井距南井組薩12組弱堿三元復(fù)合驅(qū)北2-6-501井乳化原油含水89.21%，分別比離心法和蒸餾法測(cè)定的含水值低9.89%和7.99%， 6月19日測(cè)得北2-6-501井乳化原油含水90.87%，分別比離心法和蒸餾法測(cè)定的含水值低6.43%和5.63%，證明蒸餾分液稱重法對(duì)比Q/SY DQ0916-2003離心法和GB/T 260-77蒸餾法，能夠比較完全測(cè)定出乳化原油中的水份。2.3大慶油田杏二中三元復(fù)合驅(qū)乳化原油含水評(píng)價(jià)選取大慶油田杏二中三元復(fù)合驅(qū)乳化比較嚴(yán)重的2口井，分別應(yīng)用Q/SY DQ0916-2003離心法、GB/T260-77蒸餾法和分液蒸餾稱重法測(cè)定含水，結(jié)果見下表。表3 離心法、蒸餾法和分液蒸餾稱重法評(píng)價(jià)杏二中三元復(fù)合驅(qū)乳化原油含水?dāng)?shù)據(jù)井號(hào)分析日期Q/SY DQ0916-2003離心法含水GB/T 260-77蒸餾法含水分液蒸餾稱重法備注XZ-107.6.2286.9%85.2%76.22%XZ-207.6.2280.5%78.9%72.37%用蒸餾分液稱重法測(cè)得XZ-1井含水76.22%，分別比離心法和蒸餾法低10.68%和8.98%；用蒸餾分液稱重法測(cè)得XZ-2井含水72.37%，分別比離心法和蒸餾法低8.13%和6.53%，證明蒸餾分液稱重法對(duì)比Q/SY DQ0916-2003離心法和GB/T 260-77蒸餾法，能夠比較完全測(cè)定出乳化原油中的水份。3 乳化原油含水檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)建立3.1將加熱均勻的乳化原油樣品100g倒入500ml圓底燒瓶中；3.2加入100ml 的120號(hào)化驗(yàn)汽油；3.3打開儀器進(jìn)行蒸餾；3.4當(dāng)分液接收器水分增多時(shí)，打開分液接收器底部的分液閥，將水分放到錐形瓶中；3.5不斷放水-蒸餾-放水，直到蒸餾不見水分增加為止；3.6將分液接收器里的水分用分液閥控制放干凈；3.7收集到密閉錐形瓶中的水分用天平稱量；3.8采用稱重法計(jì)算乳化原油含水值；3.9其他操作可依照GB/T 260-77蒸餾法。4 結(jié)論4.1全自動(dòng)乳化原油含水測(cè)定儀可以滿足目前油田采出液乳化原油含水測(cè)定。4.2對(duì)于乳化原油含水測(cè)定，目前的Q/SY DQ0916-2003離心法和GB/T260-77蒸餾法已經(jīng)不適應(yīng)，蒸餾分液稱重法可以完全適應(yīng)乳化原油含水測(cè)定，結(jié)果比較準(zhǔn)確，而且可以達(dá)到0.01%的精度，提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)。 4.3在油田推廣使