密度对质量流量计测量原油含水率的影响

　　1　引言

　　在油田的生产和管理过程中,原油含水率的在线精确测量成为要解决的关键问题。质量流量计的推广应用,为原油含水率的精确测量提供了一条新的途径。这种20世纪80年代出现的新型仪表,除了其测量质量流量的功能之外,还可以测量被测液体的混合密度,间接测出原油含水率。在一定条件下,质量流量计可以完成原油计量中体积流量计、密度计、含水分析仪、温度计、压力计等几种配套仪表的功能,从而可以实现一表多用和多功能为一体的测量效果。纯梁采油厂自1999年开始至今推广应用了20余台,实现了厂内部的分矿分区块计量,达到了预期的目的,但是,在实际应用中,由于油、水的密度是变化的,并非是一成不变的常量,因此经常出现原油计量误差大的情况,有时系统原油输差超过5%,分析其主要原因,主要是密度测量信号的漂移影响一系列测量参数误差,下面就油水密度对质量流量计含水率监测的影响进行分析,提出相应的修正措施。

　　2　密度法测量原油含水的原理

　　利用密度法测原油含水率所依据的基本关系有:首先是含水原油质量等于油和水的质量之和,

式中:ρL为含水原油的混合密度;VL为含水原油的体积;ρW为纯水密度;ρO为纯油密度;VW为体积水量;VO为体积油量。其次,含水原油的体积等于油和水的体积之和,

　　质量含水率,Km的定义是水的质量与含水原油的质量之比,

　　由此可见,只要知道水和油的密度ρW和ρO,根据质量流量测得的含水原油混合密度,即可求得它的含水率,如果油和水的密度保持常值,含水率就与混合密度ρL线性关系。

　　3　误差分析及存在的问题

　　3·1　误差分析

　　对质量流量计而言,含水误差主要是由于综合密度的影响,现场情况下,常见影响综合密度的因素有含气、含砂或由于介质内部杂质引起仪器管壁内部结垢,其中,含气造成综合密度下降,含水偏低,成为“气增油”;与含气影响相反的是介质含砂和仪器内部结垢,造成“砂吃油”和“垢减油”。这些因素对质量流量计影响很大。下面举例定量分析各种因素对质量流量计体积含水监测的影响。

　　3·2　密度系数调整及误差消除

　　现场使用中,若所测介质中含有少量气体或含沙都将对含水测量造成很大的影响,导致含水误差。用标定的方法是不能消除的,但在实际应用中,流量计一般用在转油站的外输口,原油都经过了过滤和油气分离,可以忽略其对计量准确度的影响。针对油、水密度变化对流量计含水率监测的影响,经过探索,发现若采用同乘密度系数法,可以在很大程度上消除这些含水误差因素的影响。下面具体介绍这种方法。