全自动乳化原油含水测定仪的研制.doc

第三采油厂试验大队2007年论文发布会 专业：油藏工程全自动乳化原油含水测定仪的研制及乳化原油含水检测标准的建立刘崇信 李华敏（大庆油田第三采油厂试验大队中心化验室）摘 要 大庆油田三元复合驱现场试验表明，随着含水的大幅度下降，采出液中游离水变少或无游离水，采出井则出现不同程度的乳化现象，即由原来的水包油型转向油包水型。针对乳化原油含水测定方法，应用目前标准的离心法和蒸馏法已经不能够完全适应，即在进行化验含水时，剥离出来或离心出来的游离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馏干净。通过高校院所调研，与石油大学联合研制全自动乳化原油含水测定仪，探索一种新的测定方法，不但达到了完全蒸馏干净油中水份的目的，而且避免拨游离水过程中的损失和轻组分的挥发。全自动乳化原油含水测定仪，能够比较准确评价三元复合驱乳化原油含水，同时，建立“蒸馏分液称重法测定乳化原油含水检测标准”，填补大庆油田现场乳化原油含水检测空白。主题词 乳化原油含水 仪器研制 标准建立1 全自动乳化原油含水测定仪的研制1.1研制思路通过在原油含水测定仪接收器的底端位置加工一个活动的分液阀，即分液接收器，用乳胶管连接到一个密闭的锥形瓶进行接收，乳化原油样品在蒸馏之前不需要拨出游离水。蒸馏过程中当分液接收器水分增多时，打开分液接收器底部的分液阀，水分自动流到锥形瓶中，如此不断的放水-蒸馏-放水，直到蒸馏不见水分增加为止，最后经接收器、分液阀，收集到密闭锥形瓶中的水分，用打开的天平自动称量重量，计算乳化原油含水值。1.2工作原理冷凝后的油水混合液沿接收试管壁流入带有刻度的试管中，从而在试管中形成明显的油水分离界面 （油在上，水在下）。为了保证水不进入导管和油不从试管下部的阀流出，则要控制油水界面处于试管中部，我们采用办法是在试管的上下端各插入一对不锈钢金属探针，利用此探针检测介质的电容，由于油水两介质介电常数差别较大，从而通过检测电容的不同即可得到油水界面所处的位置，利用此界位信号控制电磁阀的打开和关闭，从而达到控制油水界位的目的。开始工作时，电磁阀为关闭状态，油水混合液流入试管，油水界位慢慢增高，直至达到上探针a时电磁阀打开，从而处于界位以下的水从下部流入带刻度的锥型瓶容器里（用天平计量），当界位降低到下探针b时，电磁阀关闭。如此循环工作，即可达到油水界位的控制目的。工作结束时，试管中残留部分油和水，其中此部分水可通过所设计的手动开关进行放出（也可读录油水界面刻度与流入锥型瓶中的水相加）。1.3乳化原油含水接收器示意图图1 乳化原油含水接收器示意图探针：材质为不锈钢丝，直径0.7-1mm。探针端部尖锐，形成针状，尖端方向向下。共有上下两组探针，两组探针上下间距： 下探针在试管刻度3ml处、上探针在15ml 以上的10mm处，每组探针的间距10mm。位置参数请见图1。 1.4控制系统图2 控制系统示意图电磁阀：为微型塑料电磁阀，通径2mm，常闭型。工作电压：DC 24V使用介质：水、空气等温度范围：0-100工作压力：0-8bar功率消耗：DC 5W响应时间：6-20ms图3 电磁阀的实物图和外形尺寸图 图4 全自动乳化原油含水测定仪整机示意图2乳化原油含水测定效果评价2.1大庆油田中区西部萨I组功能型聚合物驱乳化原油含水评价选取大庆油田中区西部萨I组功能型聚合物驱采出液乳化比较严重的两口井PT-5和PT-9，分别应用Q/SY DQ0916-2003离心法、GB/T260-77蒸馏法和分液蒸馏称重法测定含水，结果见下表。表1 离心法、蒸馏法和分液蒸馏称重法评价萨组功能型聚合物驱乳化原油含水数据井号分析日期Q/SY DQ0916-2003离心法含水GB/T 260-77蒸馏法含水分液蒸馏称重法备注PT-507.5.1597.2%96.3%90.25%PT-907.5.1596.5%94.2%87.31%用蒸馏分液称重法测得PT-5井含水90.25%，分别比离心法和蒸馏法低6.59%和6.05%；用蒸馏分液称重法测得PT-9井含水87.31%，分别比离心法和蒸馏法低9.19%和6.89%，证明蒸馏分液称重法对比Q/SY DQ0916-2003离心法和GB/T 260-77蒸馏法，能够比较完全测定出乳化原油中的水份。2.2大庆油田萨北开发区小井距南井组萨12组弱碱三元复合驱乳化原油含水评价选取大庆油田萨北开发区小井距南井组萨12组弱碱三元复合驱乳化比较严重的一口北2-6-501井，分别应用Q/SY DQ0916-2003离心法、GB/T260-77蒸馏法和分液蒸馏称重法测定含水，结果见下表。表2 离心法、蒸馏法和分液蒸馏称重法评价小井距萨12组弱碱三元复合驱乳化原油含水数据井号分析日期Q/SY DQ0916-2003离心法含水GB/T 260-77蒸馏法含水分液蒸馏称重法备注北2-6-50107.6. 799.1%97.2%89.21%北2-6-50107.6.1997.3%96.5%90.87%应用蒸馏分液称重法， 6月7日测得小井距南井组萨12组弱碱三元复合驱北2-6-501井乳化原油含水89.21%，分别比离心法和蒸馏法测定的含水值低9.89%和7.99%， 6月19日测得北2-6-501井乳化原油含水90.87%，分别比离心法和蒸馏法测定的含水值低6.43%和5.63%，证明蒸馏分液称重法对比Q/SY DQ0916-2003离心法和GB/T 260-77蒸馏法，能够比较完全测定出乳化原油中的水份。2.3大庆油田杏二中三元复合驱乳化原油含水评价选取大庆油田杏二中三元复合驱乳化比较严重的2口井，分别应用Q/SY DQ0916-2003离心法、GB/T260-77蒸馏法和分液蒸馏称重法测定含水，结果见下表。表3 离心法、蒸馏法和分液蒸馏称重法评价杏二中三元复合驱乳化原油含水数据井号分析日期Q/SY DQ0916-2003离心法含水GB/T 260-77蒸馏法含水分液蒸馏称重法备注XZ-107.6.2286.9%85.2%76.22%XZ-207.6.2280.5%78.9%72.37%用蒸馏分液称重法测得XZ-1井含水76.22%，分别比离心法和蒸馏法低10.68%和8.98%；用蒸馏分液称重法测得XZ-2井含水72.37%，分别比离心法和蒸馏法低8.13%和6.53%，证明蒸馏分液称重法对比Q/SY DQ0916-2003离心法和GB/T 260-77蒸馏法，能够比较完全测定出乳化原油中的水份。3 乳化原油含水检测标准建立3.1将加热均匀的乳化原油样品100g倒入500ml圆底烧瓶中；3.2加入100ml 的120号化验汽油；3.3打开仪器进行蒸馏；3.4当分液接收器水分增多时，打开分液接收器底部的分液阀，将水分放到锥形瓶中；3.5不断放水-蒸馏-放水，直到蒸馏不见水分增加为止；3.6将分液接收器里的水分用分液阀控制放干净；3.7收集到密闭锥形瓶中的水分用天平称量；3.8采用称重法计算乳化原油含水值；3.9其他操作可依照GB/T 260-77蒸馏法。4 结论4.1全自动乳化原油含水测定仪可以满足目前油田采出液乳化原油含水测定。4.2对于乳化原油含水测定，目前的Q/SY DQ0916-2003离心法和GB/T260-77蒸馏法已经不适应，蒸馏分液称重法可以完全适应乳化原油含水测定，结果比较准确，而且可以达到0.01%的精度，提高了一个数量级。 4.3在油田推广使