含水分析仪的应用.ppt

智能在线含水监测技术,目录,1.概况,2.含水分析仪原理分析,3.现场应用总结,4.下步建议,概况,原油含水分析化验是进行地质动态分析的重要手段，利用含水分析化验取得的油品含水值，可以了解油田开发过程中油藏的动态变化规律，也是进行油藏评价和生产动态监测的重要依据。对油井含水进行准确、及时的分析化验，对掌握油藏动态，制定生产方案，具有重要的指导意义；相反，如果含水数据不准，就会假资料真分析从而造成生产决策的失误。,而目前全国各油田化验室化验原油含水方法都是传统的蒸馏法，其弊端是:由于蒸馏法化验的过程复杂，产生的过程误差大，人为影响因素增多；经过反复试验,过程误差最大达到，综合误差率在左右。由于使用了汽油等稀释剂造成了环境污染、带来了安全隐患、不利于员工身心健康。劳动强度大、时间长、自动化程度低不符合自动化、信息化时代的要求。,随着技术进步，油田越来越需要功能强、自动化程度高的分析化验流程以提高劳动生产率和油田的管理水平，因此寻找新的分析化验方法迫在眉捷。为提高油田含水分析化验水平，更准、更好地为油藏开发及动态分析提供准确可靠的第一手资料，锦州采油厂引进了技术先进、精度高、质量可靠的智能在线含水分析仪，有效地达到了全量程快速准确测量原油含水率；安全环保，有利于化验人员身心健康；数据自动采集、入库，降低劳动强度；便于操作，易于维护的目的。,短波吸收含水分析仪,技术指标,含水测量范围：0.0099.99%；含水测量准确度：2%；适应介质温度：2090；供电电压：DC24V/0.3A5%；工作电流：100mA；工作方式：在线连续运行；安装方式：插入式和管段式。环境条件：环境温度：-4060环境湿度：95RH+25）使用介质原油、成品油、及某些醇类化合物使用特点在线连续监测，测量精度高、测量范围广,工作原理图,理论原理,电磁短波其频率范围为330MHz；波长范围在10100m之间。根据电磁波的物理特性：电磁短波在通过液体介质是或多或少地被介质所吸收。不同频率的电磁短波，在通过同一介质或同一频率的电磁短波通过不同介质时，介质所吸收的短波能量是不同的，吸收多少服从郎伯-贝尔定律:,理论原理,式中：I-穿透能量；I0入射能量；-吸收系数；C介质浓度；L介质厚度。对于混合介质，则有：式中：1C1L1和2C2L2代表着两种不同物质的吸收系数，介质浓度及介质厚度，当检测仪用于检测油水含量是，则两种物质分别为水和油，当检测仪发射一定频率4MHz的电磁短波是，油对这个频率的电磁波能量吸收系数2很小，这里将其近似为零，则式（3）为：对于一定频率的电磁波，水的吸收系数是常数；如传感器尺寸固定，则L1确定，当含水分析仪安装在罐体或管道上以后，电磁波透射能量I经介质被罐体或管道吸收，此能量大小受介质的变化影响很小，可近似为恒定值，如此，由式（4）可知，传感器发射功率I0只随介质的浓度C1（含水百分比）变化而变化。,系统框图,系统工作原理,工作时，感应单元向原油中发射稳频恒幅的电磁波，电磁波穿透介质，透射电磁波强度随水含量变化而变化，透射电磁波由感应单元接收，经分析处理单元转换为含水信号。分析处理单元主要由二次表或信号接口箱组成。二次表由中心处理器和显示器组成，负责接收处理含水信号，并将含水信号显示或输出。将探头安装在原油的流经部位进行全时测定，感应单元将接收到的射频信号反馈给分析处理系统，分析处理系统将射频信号转换为水含量数字信号，通过微机计量系统进行自动计算，得出瞬时含水率和平均含水率。,系统软件,系统应用软件软件部分主要由首画面、现场流程图画面、输油含水实时监测画面、参数设置画面、历史数据查询画面、含水曲线查询画面、实时日报表、历史数据报表及帮助等画面组成。系统软件将采集到的各种信号通过计算机系统处理、计算出平均含水率，每2小时保存一次数据，每天形成数据报表供查询，打印。达到准确测量输油管线中的瞬时含水率和平均含水率，实现管输含水自动计量的目的。,现场应用,短波吸收含水分析仪在采油97#站，锦一联卸油台各安装一套。应用效果良好，在进行含水测量时，可以对瞬时含水率进行测量，不受介质黏度、密度、温度、压力等因素影响，可以在0100%范围内测量原油含水率，二次表功能非常全面。,操作界面,日报表,查询界面,产品优缺点,短波吸收含水分析仪所配套的二次仪表功能强大，能引进与含水有关的各种信号，且价格相对较低。但此类含水分析仪模拟计量电路容易产生漂移，并对接收天线表面的介质流动十分敏感，天线表面的任何附着物（如蜡、固体、沥青）都会引起信号漂移；而且短波含水分析仪只有插入式一种安装形式，技能计量探头周围的小部分区域，混合液的混合均匀度要求较高，在现场调试时比较麻烦，需要进行取样化验对比的含水取样点比较多，使用和维护困难。,射线含水分析仪,技术指标,含水测量范围：0.0099.99%；含水测量准确度：1%；适应介质温度：2090；工作电流：100mA；工作方式：在线连续运行；安装方式：插入式和管段式。环境条件：环境温度：-4085使用介质原油、成品油、及某些醇类化合物使用特点在线连续监测，测量精度高、测量范围广,工作原理图,理论原理,射线通过物质时，于物质发生相互作用而损失自己的能量，最终被物质所吸收。物质吸收了射线的能量后，将产生一系列的物理变化.射线于物质的一次碰撞中损失其部分能量，射线穿过物质时，它的强度按指数规律衰减，当一束原来强度为N0的射线通过厚度为d，吸收系数为（吸收系数和物质种类和射线光子能量大小有关）及密度为的物质后，强度将减弱为N，N值可按下式计算：,当射线射过密度不同的相时，较密的相能吸收较多的射线，因而当射线通过过密相后，射线的减弱程度比通过稀相时大，射线减弱法就是利用射线通过不同密度的两相时，减弱程度不同的特点来测定各相含量。,系统框图,系统框图,系统的工作过程如下：射线通过被测原油时，强度被衰减，且衰减的多少与原油含油、气、水的多少有关。用闪烁探测器探测透射过原油的射线强度，输出电脉冲信号，由于探测器输出脉冲的幅度较低，所以先将信号预处理。被处理后的脉冲信号经过数据采集模块采集，由数据通讯模块送入计算机进行分析计算。由于油、水密度受温度的影响，而气的密度受压力的影响，因此需要对密度进行温度和压力补偿。温度和压力变送器对应温度和压力的不同输出420mA的标准电流，经过数据采集模块采集，经过通讯模块的数据传输，被计算机获取。流量变送器输出的脉冲信号经过信号处理电路，再被数据采集模块采集，送入计算机。计算机分析和计算射线透射计数、流量、温度和压力数据，即算出含水和产量。,产品优缺点,射线含水分析仪由于它的射线作用于介质的原子，因而不受介质流态的影响，而且测量范围宽，精度高，尤其运行稳定。所配套的二次表采用计算机技术，功能强大，也可以直接配套工控计算机，引进于含水相关的更多的其它数据。然而，由于现场引入了同位素放射源，在仪表探头部位引入了500V高压电，因此在操作维护时应特别注意安全。这一类仪表投资相对较高，较适用于油田联合站等测量点较集中的场合，而在单一测量点安装的，则显然很不经济。另外，它不适用于要求特别防爆的场所,现场应用总结,到目前为止，锦州采油厂共安装智能在线含水分析仪23套，见下表：,智能在线含水分析仪变定量检测为全样检测，消除了传统化验方法中的二次取样误差及工作流程误差，实现了关键数据的准确、迅速、高效采集，做到了数据采集过程零误差，为油田生产决策及地质分析提供了准确可靠的原始数据；因不需要汽油等稀释剂，减少了安全隐患，保证了员工的身心