一种油田联合站原油含水率检测方法和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方法和系统，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，提供一种油田联合站原油含水率检测方法，包括如下步 骤：（1)将除气后的含水原油通入沉降罐中；（2)通过压强传感器检测沉降罐内各个高度点 的压强数据；（3)通过各个高度点的高度数据和压强数据，计算出沉降罐中各个高度的含水 原油的密度；（4)基于上述各个高度的含水原油的密度，确定沉降罐中低含水原油层和乳化 层分层位置的高度；（5)对于处于低含水原油层的高度点，确定低含水原油层中连续高度的 稳定点集合;（6)基于该稳定点集合的含水原油密度、预设的水密度以及预设的稳定点含水 率，确定原油实时密度；（7)基于该原油实时密度、沉降罐中各个高度的含水原油的密度以 及预设的水密度，确定沉降罐内各个高度的原油含水率。
[0007] 可选的，所述步骤(2)中各个高度点的距离相同或者不同。
[0008] 优选的，所述步骤(3)中，所述各个高度的含水原油的密度为
[0009] 优选的，步骤(4)中，按照高度由高到低确定各段高度内密度的变化率(Pi-PH)/ (Hi-Hi-O,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，步骤(5)中，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A p，从而计算Γ=Δρ/7:?，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。优选的，所述N为大于4的整数。
[0011] 优选的，步骤(6)中，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，步骤(7)中，基于下式计算沉降罐内各个高度的原油含水率Di:
[0013]优选的，步骤(5)中，在遍历低含水原油层的高度点的集合后，不能够找到连续的N 个点作为稳定点集合时，降低设置沉降罐内的低含水原油层的采样高度，从而增加低含水 原油层的采样高度点;通过压强传感器检测低含水原油层内增加的采样高度点的压强数据 从而更新高度点数据;通过该低含水原油层的更新后的高度点数据，确定所述低含水原油 层中连续高度的稳定点集合。
[0014] 作为本发明的另外一个方面，提供一种油田联合站原油含水率检测系统，包括低 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；其特征在于:所述 低含水原油层稳定点确定单元在遍历低含水原油层的高度点的集合后，不能够找到连续的 N个点作为稳定点集合时，降低设置沉降罐内的低含水原油层的采样高度，从而增加低含水 原油层的采样高度点;通过压强传感器检测低含水原油层内增加的采样高度点的压强数据 从而更新高度点数据;通过该低含水原油层的更新后的高度点数据，确定所述低含水原油 层中连续高度的稳定点集合。
【附图说明】
[0015] 图1是油田联合站沉降罐的油水分层示意图。
[0016] 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。
[0017] 图3是本发明实施例检测系统的处理系统的结构框图。
[0018] 图4是本发明实施例的油田联合站原油含水率检测方法的流程图。
【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，可以实时计算出该含水原油中原油的实时密度，进而根据 该原油的实时密度，与沉降罐内各个高度测量的含水原油密度结合，就可以计算出沉降罐 内各个高度的含水量。因此，在不需要温度修正的情况