原油含水化驗影響因素分析及對策探討

齊先英 鄒川東 史永剛

【摘 要】 原油含水率是原油產量核算的主要分析指標，在含水化驗過程中，影響化驗結果的因素較多，化驗準確性容易受到不同程度的置疑，本文從技術操作、化驗儀器、化驗設備、人工取樣等環節，對含水化驗重復性、再現性較差的問題進行了分析，提出了提高含水化驗準確性的建議。

【關鍵詞】 原油含水率 化驗 準確性 再現性

原油原油含水化驗是油田開發工作的重要組成部分，含水率是原油交接中用于輸油量核算的一項主要技術指標，含水率的高低反映了原油的輸油品質，也對交油量產生著重要影響。在原油外輸過程中，交接各方都對原油含水率非常重視。因此，提高原油含水率檢測的準確性，真實地反映原油含水量，對核實原油產量及油田開發的各項工作具有十分重要的意義。

1 含水化驗分析現狀

檢測原油含水率的方式主要有人工檢測和在線檢測兩大類，主要方法有：蒸餾法，電脫法，離心法，卡爾費休法，密度法，射線法、短波吸收法、微波法、電容法，射頻法，紅外光譜法等多種分析方法。目前我們主要采取人工化驗分析（蒸餾法）作為含水檢測的主要手段，在線檢測作為輔助含水檢測使用。

蒸餾法執行的通用標準是：GB/T8929-2006《原油水含量的測定蒸餾法》。

勝利采油廠的企業標準是：Q/SSC 226-2007《原油含水測定操作規程》。

2 蒸餾法含水化驗存在的問題

蒸餾法作為油田原油含水化驗的主要方法，在現場操作中存在著較多的問題。

（1）在原油交接過程中，首末兩端不同化驗操作環境、條件下，含水蒸餾化驗經常會出現比較明顯的差異。2014年7月，我們針對這種情況先后開展了幾種不同形式的比對實驗。在各泵站及交接室提取同一油樣，分別在泵站和交接室現場監督化驗，得出30組含水率數據。（見表1）

國標、企標規定，同一油樣在不同化驗環境條件和不同操作人員之間的化驗結果差值不應超過0.11%，而實際的含水率化驗結果相差普遍較大，差值小于國標、企標規定的0.11%的數據僅有9組，為30%。差值超出標準規定范圍的數據占66.7%。實驗結果顯示，含水越高的油樣化驗平均差值越大，含水越低的油樣化驗平均差值越小。（見表2）

（2）同一操作者在相同操作條件下將同一油樣分成兩份所化驗取得的數值存在一定差值，差值的大小用重復性指標進行衡量評價。2014年8月18日，采油廠開展的含水化驗比對試驗，同一化驗人員將同一油樣分兩組進行化驗得出的數據。

國標、企標規定，同一油樣在同一化驗條件下，由同一操作人員化驗結果差值不應超過+0.08%，6組試驗數據中只有2組數據略超過標準規定值，重復性合格率為66.7%。但含水差值的絕對值平均值未超過0.08%，基本符合標準規定。

（3）當含水上升且不穩定時，原油含水分布不均勻，同一化驗室，同一時間連續取得兩個油樣，化驗結果出現差值明顯增大。（見表3）

3 影響含水化驗的因素分析

針對蒸餾法含水化驗分析存在的問題，我們從儀器、環境、操作等環節入手，經過實驗分析，發現影響因素有以下幾個方面：取樣方式、蒸餾時間、蒸餾溫度、油樣特性、儀器干燥、水滴刮取、冷凝回流。

3.1 取樣方式的影響

標準規定，原油取樣采用手工取樣法，每兩個小時一次，試樣稱重質量為100+1克。存在的問題是：取樣不連續，當含水不穩定時，取到的油樣代表性差。（見表4）

原油含水不穩定時，取樣化驗數值差別很大，某一固定時刻取樣的化驗數值代表性較差。

3.2 蒸餾溫度影響

標準規定，蒸餾法操作標準要求油樣蒸餾溫度控制適當，蒸汽冷卻回流速度控制在每秒3-5滴。在試驗中我們將攪拌混合均勻的同一個油樣分成兩份進行蒸餾，在加熱時間相同時（60分鐘），當回流速度控制在3滴左右時，化驗數值要小于回流速度每秒5滴左右的含水化驗值。（見表5）

實驗得出，蒸餾溫度適當升高，冷凝回流速度增大時，水分蒸餾得到的數值越大。

3.3 蒸餾時間影響

標準規定，蒸餾直到接受器外儀器的任何部位都看不到可見水，接受器中的體積至少保持恒定5分鐘，化驗方可結束。在實際操作中，對蒸餾時間通常有一個規定，不同的化驗點也不相同，有的控制在60分鐘，有的控制在45分鐘。另外，當稠油破乳效果不好時，含水蒸餾難度也會增大，規定時間內蒸餾出的含水不充分。

3.4 玻璃儀器烘干

玻璃器皿的烘干存在兩個方面的問題：

一是干燥方法，采用溶劑汽油沖洗，然后用烘干器烘干，烘干器的加熱風量偏小，且要倒置烘干，容易使接收器上端管壁出現水霧。二是質量監督規定，化驗結束后必須要等到下一組化驗開始前方可傾倒化驗油樣，這樣燒瓶、接受器等玻璃器皿沒有了足夠的烘干時間。

3.5 油樣樣特性的影響

當含水波動、不穩定時，油樣中會出現水分分布不均勻的情況。例如：2014年7月21日，某礦原油含水瞬時快速上升，取樣后分為兩份，化驗得出含水分別為2.86%和3.60%，相差0.74%。借助在線含水分析儀可看出含水程寬幅震蕩或鋸齒形走勢。

3.6 接收器水分沉降的問題

懸浮水分沉降速度較慢，當含水高接受器內懸浮水滴較多時，部分水分回流入燒瓶，在規定時間內達不到充分蒸餾的目的。

3.7 蒸汽冷凝回流的影響

化驗裝置冷凝系統采用的是往復循環的純凈水，夏季氣溫升高，循環水溫有時可達到27、28度，冷凝水的水溫過高時會造成蒸汽溢出。

4 不同條件下，不同因素影響程度的分析結論

4.1 同一油樣，不同操作環境和不同操作人員的化驗結果影響因素

（1）蒸餾溫度差異。

（2）蒸餾時間不同。

（3）管壁附著水滴的刮凈程度和沉降時間。

（4）油樣含水分布是否均勻。

（5）冷凝回流，包括水蒸汽是否有溢出（冷凝水溫的控制）、水分是否充分回流入接收器。

（6）儀器的誤差和干燥程度，影響程度不確定。

另外，讀數誤差，影響約+0.02%左右。其中第1、2、4、5項因素為主要影響因素，當含水較高時影響會明顯增大，甚至大幅超出+0.11%的再現性標準值。

4.2 同一油樣，同一操作環境下和同一操作人員的化驗結果影響因素

（1）讀數誤差。

（2）儀器的誤差和干燥程度。

（3）冷凝回流的差異。

（4）油樣含水分布的均勻程度。

其中第4項因素為主要影響因素，當含水較高時影響較大。其余因素影響程度較小，且相對穩定，當含水不超過1.0%時，重復性基本能控制在+0.08%的偏差以內。當含水較高時，第4項因素成為主要影響因素，容易導致重復性超差。

4.3 不同化驗室日常含水化驗影響因素

在同4.1相同影響因素的基礎上，增加了管線取樣的隨機性、偶然性因素，且影響較大。

5 解決對策及措施

（1）使用在線自動取樣器取樣，提高化驗油樣的代表性。

（2）針對含水升高且不穩定的試樣量取前應劇烈振蕩，使水和原油混合均勻，否則所分析出的原油含水率會低于實際含水率。

（3）隨著采油廠原油物性的變化，應有足夠的蒸餾時間，不應少于一小時，在含水較高時適當延長，蒸餾直到接受器外儀器的任何部位都看不到可見水，以免造成原油含水化驗結果偏差。

（4）通入冷凝器的循環水溫不宜過高，以免造成蒸汽溢出。

（5）注意控制樣品的沸騰速度，餾出物應以每秒4-5滴的速度滴入接收器，使規定化驗時間內的蒸餾更加充分。

（6）保證儀器內殘留水分烘干充分，烘干時間應不低于15分鐘。

（7）高含水油樣蒸餾時，提高捅樣的頻次，每隔15分鐘捅一次樣，使接收器中懸浮水滴充分沉降，并減少水分回流入燒瓶。

總之，原油含水化驗雖然國標規定的同一油樣在不同條件下允許存在0.08%和0.11%的化驗差值，但即便是這種差值也會對采油廠日輸油量造成4-6噸的偏差。技術控制的不完善和手工取樣的缺陷，會進一步加大含水化驗結果的差值，我們通過認真地調查研究和實驗分析，提出的相關對策和建議希望能對原油生產計量產生一定的幫助。