一种油田联合站原油含水率检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及原油检测的技术领域。
【背景技术】
[0002] 对于原油来说在开采，脱水，计量，集输以及销售的过程中，原油产量以及原油的 含水率是最为重要的指标。含水率测试误差，直接影响油井及油层动态分析，破坏电脱水器 中电场，降低脱水效果，给原油集输造成很大能源浪费，因此原油含水在线检测常重要。在 原油生产过程，含水率的实时精确测量仍是检测技术中的难点之一；由于原油含水、含泥 沙、粘度大，特别在寒冷地区，对于接触式测量仪表的测量精度及使用寿命有很大影响；一 般的检测系统无法满足现场工艺的要求。
[0003] 油田联合站应用含水检测系统的主要目的是：（1)统计各矿区当天(或当月）的来 油产量；（2)计量联合站当天(或当月）外输原油总量和库存油量；（3)依据原油含水率来指 挥联合站原油脱水过程，以保证原油产量和质量。目前仍有许多联合站对原油含水分析靠 人工完成，从人工取样到分析出结果，大约时间较长。因此，很难实时地反映现场的生产状 况，在一定程度上影响了各项生产措施的确定和实施。
[0004] 现有技术中，如201220025973.7、200720133429.3的专利公开的，根据水的密度与 石油的密度不同，可以把油水混合物看成是由原油与水两部分组成，根据原油密度、水的密 度以及测量得到的油水混合物的密度，可以推算出原油中的含水量。在上述现有技术中，其 基本假设是原油密度以及水密度都是固定不变的，在测量时将原油密度以及水密度作为预 设的值，用于水含量的测试。在实际的物理环境下，虽然水密度是基本不变的，但是原油密 度随着温度的变化以及油井的开采生命周期的不同，会产生较大的变化。现有技术中，为了 避免温度对于预设的原油密度的影响，通常的方法是通过温度传感器检测实时环境温度， 然后对于预设的原油密度作一个温度的修正，从而提高测量的可靠性。但是，这样的修正一 方面需要增加温度传感器以及修正算法，另外一方面，对于油井周期和地质条件变化导致 的原油密度变化，无法进行可靠的修正，因此，现有技术上述方法测量出来的原油含水量， 可靠性相对较差。
【发明内容】
[0005] 本发明提供了一种油田联合站原油含水率检测系统，能够避免上述因素影响原油 含水量检测的可靠性。
[0006] 作为本发明的一个方面，一种油田联合站原油含水率检测系统，包括:沉降罐，原 油进入沉降罐后，由于重力作用分为低含水原油层、乳化层和水层;步进压强传感器，其通 过步进电机能够驱动压强传感器在沉降罐竖直位置上下运动，测定沉降罐内各个高度的压 强信息;处理系统，所述处理系统基于所述降罐内各个高度的压强信息以及油田水密度，得 出所述沉降罐内各个高度的原油含水率;其特征在于:所述处理系统包括，密度确定单元， 其基于各个高度的压强信息，确定各个高度的密度;分层确定单元，其基于各个高度的密度 确定低含水原油层和乳化层分层位置的高度;低含水原油层稳定点确定单元，其确定低含 水原油层中连续高度的稳定点；原油实时浓度确定单元，其基于上述稳定点的压强和高度 数据，以及预设的稳定点含水率以及水密度，确定原油实时浓度;原油含水率确定单元，其 基于上述原油实时浓度、油田水密度以及沉降罐内各个高度的压强信息，确定沉降罐内各 个高度的原油含水率。
[0007] 优选的，还包括除气装置，其设置于沉降罐之前，用于将进入沉降罐的原油进行除 气。
[0008] 优选的，所述密度确定单元基于如下公式确定各个高度的密度， ，其中Pi为第i点的压强值，Hi为第i点高度。 \
[0009] 优选的，所述分层确定单元根据基于如下方式确定原油层和乳化层的高度，按照 高度由高到低确定各段高度内密度的变化率，当该段高度变化率大于特定阈值时，判定该 段高度的低点为低含水原油层和乳化层的分层位置高度。
[0010]优选的，所述低含水原油层稳定点确定单元选择高度大于分层位置高度的点作为 集合，依据高度从高到底分别取各点以及距离该点最近的N个点的密度作为集合，计算该集 合的算术平均值g以及均方差Ap，从而计算r=Ap/:g，如果该r值小于特定阈值，则取该 集合作为低含水原油层中连续高度的稳定点集合。
[0011] 优选的，所述原油实时浓度确定单元基于下式计算原油实时密度P油， 其中g为上述算术平均值，p水为预设的水密度，D为预设的稳定点含水 率。
[0012] 优选的，所述原油含水率确定单元基于下式计算沉降罐内各个高度的原油含水率 " 朽 _ :约::'一· Di, Η--厂―〇 於水―/?
[0013] 优选的，所述N为大于4的整数。
[0014] 优选的，所述处理系统还包括存储单元，所述原油实时浓度确定单元确定原油实 时浓度后，将该原油实时浓度以及时间存储于存储单元。
[0015] 优选的，当低含水原油层稳定点确定单元在遍历高度大于分层位置高度的点的集 合后，不能够找到连续的N个点作为稳定点集合时，所述低含水原油层稳定点确定单元判断 N- 1是否为大于4的整数:如果是则将N设置为N- 1，重新确定稳定点集合;如果否，则通过 存储单元使用距离本次最近时间的原油实时浓度作为本次原油实时浓度。
【附图说明】
[0016] 图1是油田联合站沉降罐的油水分层示意图。
[0017] 图2是油田联合站沉降罐的油水分层对应的含水量分布图。
[0018] 图3是本发明实施例的系统结构图。
【具体实施方式】
[0019] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。
[0020] 参见图1，含水原油进入沉降罐后，由于其密度不同，受到重力作用分为从高到低 依次分为低含水原油层、乳化层和水层。含水原油分层后各层的含水率分布情况可以参见 图2,水层中含水率变化较为剧烈，乳化层含水率也存在较为明显的变化，而随着高度的升 高，由于原油密度较低，聚集在低含水原油层中，形成含水率稳定的区域，也不随着高度变 化，在该稳定区域内含水率大概在3 %~4 %之间，对应的原油含量在96 %到97 %。
[0021] 本发明的原油含水率检测系统居于如下的原理，在低含水原油层的稳定区域中， 其含水率是稳定的，可以将该含水率作为一个预设值，通过计算该区域内的含水原油的密 度，与预设的基本不变的水密度，可以