原油含水化验中离心法及蒸馏法应用对比探究.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2024 年 01 月 08 日 作者简介：王丽（1982），女，汉族，山东陵县人，本科学历，东辛采油厂广利采油管理区，助级，研究方向为石油工程。-191-原油含水化验中离心法及蒸馏法应用对比探究 王 丽 山东省东营市胜利油田东辛采油厂广利采油管理区，山东 东营 257000 摘要：摘要：在原油化验中，测定原油含水量的方法中离心法和蒸馏法都可以达到化验分析效果，但是针对具体的油井实施存在着一定的差别。相比较而言，含水率80%和原油密度0.88g/cm3 的样品处置和化验操作采取“离心法”较为准确，其余条件更适用“蒸馏法”。本文主要根据我厂原油化验的实际情况进行分析，从实际角度对离心法和蒸馏法两种不同的方法进行分析和比较。在对离心法和蒸馏法认识的基础上对二者的优劣情况进行比较，同时结合我厂实际情况对这两种方法进行原油化验的注意事项和要求进行了有针对性的分析。关键词：关键词：原油化验；离心法；蒸馏法；对比分析 中图分类号：中图分类号：P747+.1 胜利油田的原油开发经历了 60 多年的发展历史，对于大部分的采油厂来说原油综合含水己经高达 96%以上，在单井原油的含水化验测试中每年都要投入大量的人力、物力。而在生产管理方面虽然实现了生产数据实时采集监控、远程管控，全面提升了油气生产自动化和智能化水平。但是对于油井含水化验，四化暂时无法自动提取相关数据，只能人工取样化验。因此，做好油井的含水化验方法的对比分析，对于提高油井含水化验的准确性，对于摸清原油产量，推动稳产增储建产具有十分重要的意义。1 原油含水化验中离心法和蒸馏法的应用现状 目前油井的含水化验主要采用七种方法，包括蒸馏法、电脱法、电容法、离心法、射频短波吸收法、法卡尔 费休电位滴定法、阻抗法等，后三种在现场的实际应用较少，法卡尔 费休法主要是在实验室评价中应问。其中在目前的人工化验测量中主要蒸馏法、离心法、电容法、电脱法这四种类型。现阶段采油厂原油含水化验中使用的最多方法为蒸馏法和离心法，本文主要以蒸馏法和离心法化验的准确率及应用范围进行对比分析。1.1 离心法 离心法化验原油主要是根据油和水所具有的密度不相同，所以这两种液体也不相溶，在对样品进行离心法化验的时候，一般分为三层，最上面一层是油，中间部分是水，第一部一趟是沉淀物。直接读取相关刻度便可以知道油和水所占的比例，不仅如此还可以了解到沉淀物的多少。这种方法主要利用的是加入破乳剂以后油中存在的乳化水便会分离出来，利用离心机高速旋转所带来的离心力将水和油进行分离，油的密度较小，漂浮在上面；水的密度较大，沉积在底部。通过分离以后读取数值计算原油中含水的比例。目前胜利油田在对单井的原油含水化验测试中主要是执行QSH1020 2686-2019 油田采出液水含量测定法离心法等标准。按照这些标准的要求，各采油厂以规范化、标准化、制度化建设为主要目的，对所属注采化验室进行了整合集中化管理，有利于工作标准的落实执行，促进了原油化验分析的全面优化和精细化管理，有效地提升了化验分析质量，为增储上产提供了有力的数据分析支撑。1.2 蒸馏法 蒸馏法是当前国内发现原油的普遍使用的方法，主要设备包括蒸发器、冷凝器、收集器等。这些设备的性能和设计对蒸馏效果有重要影响。主要是在回流条件下，取样的原油和不溶于水的溶剂混合在一起并进行加热，通过这种方式使得样品中的水被蒸馏出去。在进行充分蒸馏以后进行冷凝，而冷凝后的溶剂和水继续进入接收器并进行连续分离。这样所有的水分将会沉降在接受器的刻度管内，而溶剂便会返回到蒸馏烧瓶。2 离心法和蒸馏法在原油含水化验中优势劣势比较 在原油含水化验中利用离心法和蒸馏法所达到的 中国科技期刊数据库 工业 A-192-表 1 蒸馏法与分离法优缺点对比表 类别 原理 优点 缺点 蒸馏法 脱水称重，质量计算 蒸馏彻底，准确性高，适用性强 体积大、用时长、需要使用溶剂汽油，存在安全隐患 离心法 密度沉降，体积换算 体积小巧、用时短、安全可靠 对于稠油、结蜡井存在较大误差 表 2 莱 113 块油井含水对比表 序号 井号 原油 密度 原油 粘度 试验 1 试验 2 试验 3 试验 4 离心法 含水 蒸馏法含水 离心法 含水 蒸馏法含水 离心法含水 蒸馏法含水 离心法含水 蒸馏法含水%1 GLL113X8 0.8698 236.3 65.23 73.35 83.54 73.25 70.25 71.31 66.53 74.82 2 GLL113X20 0.9002 356.4 68.56 84.95 91.41 83.95 87.45 84.62 69.93 86.65 3 GLL113X26 0.8694 263.3 69.74 69.06 85.55 69.41 75.55 69.93 71.13 70.44 4 GLL223X3 0.8694 111.7 88.96 84.12 88.24 89.23 88.56 86.53 90.73 85.80 5 GLL113X7 0.8772 97.89 96.23 95.83 96.47 95.79 95.54 96.32 98.15 97.75 6 GLL113X9 0.8714 156.8 81.25 71.04 69.26 70.25 69.26 70.63 82.88 72.46 7 GLL113X11 0.8583 80.6 92.75 91.76 92.59 94.94 92.42 92.94 94.61 93.60 8 GLL113X12 0.8669 90.79 36.41 52.61 53.91 56.59 48.91 56.23 37.14 53.66 9 GLL113-13 0.8674 162.5 80.74 73.92 75.87 72.87 73.54 73.62 82.35 75.40 10 GLL113-15 0.8702 147.5 95.69 94.92 95.41 95.06 95.56 97.01 97.60 96.82 11 GLL113X160.8632 0.8632 69.35 作业 作业 90.32 92.11 90.45 89.17 87.54 86.47 12 GL113X18 0.8707 122.3 94.69 93.79 95.08 96.85 94.88 95.85 96.58 95.67 效果基本相同，化验出的数值及其准确性大致相等。但是受油井的油藏特性、气候条件、人为操作等因素影响，在具体操作过程中还存在一定的差异。蒸馏方法一般适用于油样的检测更广，经过平行样对比试验分析，离心法通常适用于含水率80%和原油密度0.88g/cm3的油样。蒸馏法的应用范围较大，只要是千分之一以上的含水量均可以使用蒸馏法来进行化验。同时离心法实际操作简便，技术要求相对较低，对化验设备也没有特殊的要求，所以整体化验的成本较低。但是在化验过程中，有时会出现化验结果的读数超出允许值的情况，而这是由于蒸汽泄漏、蒸馏速度太快或者是由于外来湿气进入而造成的，一旦发生这种情况就需要对故障进行排除并重新化验，所以蒸馏法的成功率和受外界的影响度是制约蒸馏法的因素。而相比较而言，离心法技术要求相对更高，且需要离心机进行配合，由于设备方面以及其他各方面技术要求较高，所以成本也相对更高。同时离心法对原油要求较高，并不能像蒸馏法一样，只要达到千分之一以上的含水量就可以进行化验。但是在优势方面，离心法不仅可以测验原油中的含水量还可以测验原油中的含砂量；同时离心法所获得的化验结果更加精确，同时由于蒸馏法需要加热，所以所需要的化验时间相对较长。而离心法只需要使用离心机进行，所以化验速度更快。除此之外，从安全系数角度来讲，离心法在测验过程中主要由离心机进行操作，并没有明显的安全隐患；但是蒸馏法在化验的过程中需要严格按照化验的操作标准来进行，在受热过程中室内苯蒸气浓度会迅速上升，时刻提防职业危害及加热过程中原油飞溅而带来的安全隐患，同时在溶剂的应用上面应该选好合适的溶剂，对化验人员进行完善的保护。3 离心法和蒸馏法在原油含水化验中实际应用情况分析 胜利油田东辛采油厂广利采油管理区分析了不同化验方法的原理，及优缺点，并对其研究对比后发现：蒸馏法是利用液体混合物中各组分挥发度的差别，使液体混合物中的水汽化、冷凝，从而实现油水的分离。而离心法的原理主要是利用了不同液体密度所存在的差异特性，通过在一定条件下使束缚水变成了游离水，采用离心力的作用，可以使样品分离成油层和水层。计算公式：乳化油计算公式：100mVh水 中国科技期刊数据库 工业 A-193-公式中：h 乳化水含量，%;V 离心管读数，mL;水 水的密度，此处取 1.00g/mL;m 样品质量，g。游离水含量：100mmmm3121H 式中：H游离水含水量，%；m1油+水+样桶的质量，g；m2油+样桶的质量，g；m3样桶的质量，g。化验人员通过比分析两种化验方法，原油含水公式一致，在公式中：（1）蒸馏法中蒸馏水的密度更接近于 1.00g/ml。（2）离心法中水的密度受地层水的物性及分离是否彻底，结果会有一定的误差。（3）蒸馏法与离心法对比后的优缺点（见表 1）。化验人员以管理区莱 113 块为例做对比试验（见表 2），通过对比发现：（1）原油密度越接近 1，粘度越大，蒸馏法测定的含水值相对更稳定。（2）原油密度越小，粘度也越低，离心法测定的含水值相对更稳定。由于两种化验方法对油井适用程度不同，造成含水数据的差异，影响原油含水化验的准确性，因此确定为主要原因。4 离心法和蒸馏法在原油含水化验中实际应用对策及实施 4.1 交流学习，积累经验 根据 Q/SH1020 23482020采油井资料录取规范、Q/SH1020 06142018 油、气、水井和油、水泵站采样方法、Q/SH1020 26412018采油管理区原油含水化验技术规范、Q/SH1020 26862019 油田采出液水含量测定法离心法东辛采油厂采油井日常计量监督管理办法（东采厂发202163 号）标准要求，制定有针对性的学习及定期培训，并建立相应的考核管理制度。4.2 制定含水分类管理，提高含水准确性 制定有针对性的管理措施，对水井仪表计量制定定期校对在遵照东辛采油厂油井计量管理办法的基础上，采取蒸馏法与离心法同时化验，制定油井分类化验管理办法：（1）化验操作人员按照标准检查样品，填写原油含水化验原始记录。（2）游离水的测定：根据油品性质不同，可选择不同的游离水去除方式，一般样品用自然沉降分离，自然沉降分离时间不少于 3h。（3）乳化水的测定：将样品置于恒温水浴中加热，水浴温度不超过 40，恒温后匀速搅拌 3min，使样品混合均匀。混匀后的乳化油样品应立即倒入烧瓶或离心管中进行称量。（见图 13）（4）含水率80%和原油密度0.88g/cm3 的样品处置和化验操作采取“离心法”，其余用“蒸馏法”。（5）采用离心法化验的油样，若粘度较大，采取在离心管中滴破乳剂，利于快速破乳、油水分离。（6）含水50%的误差应小于7%，50含水75%的误差应小于5%，75%含水90%的误差应小于3%，90%含水95%的误差应小于2%，含水95%误差应小于1%。超过误差的需加密取样，两种取样方法同时进行，求平均值。针对经过对比试验后的油井，尽量采取规定的适用方法按照标准化操作，进行含水化验。4.3 效果分析 方案实施后，取得如下效果：(1）原油含水准确度有所提升，油井资料全准率提高。（2）提高了取样化验分析效率，降低了四化运维人员的劳动强度。（3）提高了数据的真实性，为地质动态分析提供了可靠的依据。5 结论及建议 在原油含水化验中，现阶段原油含水化验中用得最多的蒸馏法和离心法，在原油含水化验中利用离心法和蒸馏法所达到的效果基本相同，化验出的数值及其准确性大致相等。但是受油井的油藏特性、气候条件、人为操作等因素影响，在具体操作过程中还存在一定的差异。蒸馏方法一般适用于油样的检测更广，经过平行样对比试验分析，离心法通常适用于含水率80%和原油密度0.88g/cm3 的油样。针对这一情况，特提出如下建议：（1）对于油井含水化验，四化暂时无法自动提取中国科技期刊数据库 工业 A-194-相关数据，只能人工取样化验。因此，必须加强化验设备器材的维修保养及更新工作，减少化验设备器材的维保工作，提高化验分析的效率，减轻操作人员的劳动强度。（2）进一步完善绩效考核制度，激发化验操作人员的工作责任心，努力减少掺水阀门关闭不严、取样操作不当、化验设备器材维保工作不到位等人为因素对化验准确率带来的不利影响。（3）坚持开展技术交流及难题攻关活动，通过开展班前练兵、厂际间的化验交流、专家讲课等形式，进一步提高化验操作人员的技能操作水平和综合素质。同时，坚持开展群众性的合理化建议和难题攻关问题，努力解决原油含水化验中的各种瓶颈问题，为增储上产提供有力的化验数据分析支撑。参考文献 1郭新冬,鲁义.新型智能原油含水在线检测装置的研究与现场应用J.自动化博览.2022(12):96-98.2李明璐.原油含水化验分析计量方法的研究J.化工管理.2020(2):83-85.3赵慧.提高原油含水测定准确率的方法探讨J.化工管理.2018(5):121-123.