陳峻 周炳軍 李麗

【摘要】原油水含量測定是原油生產(chǎn)過程中一個重要環(huán)節(jié)，它對于原油開發(fā)及技術措施應對有著重要的意義。一般情況下，原油含水的測定主要是通過蒸餾法、離心法、卡爾·費體法及電脫法等方法。其中原油含水測定最常采用的以蒸餾法為主。本文主要對蒸餾法測定原油含水進行論述，以期為原油含水測定提供理論與方法參考。

【關鍵詞】原油 含水測定 方法

一、水分進入原油中的途徑

（1）為了保持油層壓力，便于原油的開采，隨著原油的不斷采出，需要同時向油層內注入大量的水，這是保持油層壓力的一種方法。這樣，在采出的原油中由于脫水不完全就會含有水。

（2）在原油的貯存和運輸中，由于晝夜氣溫的變化，石油罐等容器中的原油和氣體就會不斷地進行膨脹或收縮。隨著石油罐內原油和氣體的脹縮，罐內交替地排出氣體或吸入空氣。由于空氣的不斷吸入，空氣中的水蒸汽就會不斷地進入石油罐中，這樣，就使得原油中的水分不斷增加。另外，由于貯存和運輸設備不嚴密而使水滲入。

二、水含量主要測定方法及其差別

（1）蒸餾法。屬于蒸餾法的標準有：GB/T260、GB/T8929.ISO3733、ISO 9029、AST M D4006、AST M D 95。蒸餾法原理是：一定量的試樣與無水溶劑混合，加熱回流，溶劑和水在接受器中劑則返回蒸餾瓶。蒸餾法的特點是測量范圍較大，千分之一以上的含水量都可用蒸餾法進行檢測。這種測定方法操作簡便，成本低，較安全，被普遍采用，是原油含水量測試的主要方法。

（2）離心法。屬于離心法的標準有：GB/T 6533、ISO 9030、ISO3734、AST M D 96、AST M D 1796、AST M D4007。離心法的原理是將等體積的原油和經(jīng)水飽和的甲苯容液裝入錐形離心管中，離心分離后，讀出在管底部的水和沉淀物的體積。離心法的特點是其測量結果為原油中水和沉淀物的總量。但由于水含量的測定結果往往低于實際水含量，因此，可以認為其精密度較低。該方法的優(yōu)點是操作簡便，速度快，比較安全。因此，適用于大批量高含水原油的測定，現(xiàn)場使用較方便，在商業(yè)上也經(jīng)常采用。

（3）卡爾·費休法。屬于卡爾·費休方法的標準有：GB/T1133、GB/T11146、AST-M D1744、AST M D4377、AST M D4928。卡爾·費休法的原理：用卡爾·費休試劑進行容量或庫侖滴定，根據(jù)消耗的卡氏試劑的體積或質量計算試樣的水含量。卡爾·費休方法的特點：適用于微量含水的測定，測量精度較高，但是操作復雜，試劑毒性較大，成本較高。

（4）電脫法。屬于電脫法的標準是：sY/T5402。電脫法方法原理：將一外電場作用在油水乳化液里，使油中的乳化水滴被極化并相互吸引而成游離水沉降下來，并從盛取油樣的量筒刻度上讀取水量。電脫法方法特點：模擬現(xiàn)場電脫水適用于測定乳化嚴重和高粘度的原油測量精度較低，屬于現(xiàn)場使用的方法。

三、利用蒸餾法測定原油水分含量技術要點

（1）干燥管。接受器上裝有一個400mm長的直管冷凝器，其頂上裝有一個帶干燥劑的干燥管（防止空氣中的水分進入）。

（2）蒸餾溶劑的選擇。加入溶劑是為還了降低試樣粘度，免除含水油品沸騰時所引起的沖應擊和起泡現(xiàn)象，便于將水蒸出。溶劑蒸餾使不斷冷凝回流到燒瓶內，可使水、溶劑和油品混合物的沸點應不致于升高，防止過熱現(xiàn)象，便于將水全部帶出。因為水的沸點為100°C，溶劑沸點要選擇在80°C～120°C內之間，有利于水分快速帶出，且不使溶液過熱。選擇直餾汽油是為了裂化餾份和四乙基鉛的有毒添加劑。二甲苯對原油中高分子的粘稠物質溶解效果好，標準規(guī)定用作溶劑，但因其蒸汽有害價格較高，實際多用200號溶劑油。若有爭議時，以二甲苯為準。

（3）樣品的制備。高含水原油特別不均勻，一般都有游離水存在。棄去游離水的含水原油在稱樣前必必須充分攪拌，劇烈振蕩試樣，使試樣和水盡可能混合均勻，所取試樣具有最高的代表性。對于粘稠或凝固試樣應加熱到有足夠流動性的最低溫度。稱樣時要稱準至0.1g。如果對試樣均勻性有懷疑，要至少進行3次測定，取3次測定平均值作為含水量。

（4）整套儀器標定。實際工作中，一般只注意水分接收器的檢定合格，往往忽略整套儀器的標定。目前實際所用的整套儀器大都未進行標定，僅僅是檢定的接收器。

（5）儀器清洗。儀器內會因表面膜和有機殘渣的存在，妨礙水滴自由滴落，影響方法的精密度，因此要進行清洗。清洗時要用化學清洗法。常用的洗液有鉻酸洗液（K2Cr2O7的濃H2SO4溶液）NaOH-KM-nO4洗液、堿液洗滌液等。

（6）冷卻水溫。出口溫度不得高于40°C。溫度過高冷卻不良，液體蒸汽溢出造成不安全因素，而且使測定結果失真。汽油一般40°C開始出餾，因此，低于此值以使汽油蒸汽冷凝回流。

（7）讀數(shù)。讀數(shù)時需等接受器溫度室溫時才可讀取水的體積，因為接受器是在20°C時校正的體積，超過20°C，水體積膨脹增大。雖然儀器也要膨脹，但玻璃的膨脹系數(shù)為0.000026，而水的膨脹系數(shù)在25°C時為0.01，遠比玻璃要大。

（8）溶劑的干燥。溶劑使用前必須用無水氯化鈣脫水。實驗測定每3g無水氯化鈣實際可吸收1g水，每瓶（250克）可處理含水0.1%的容積80kg以上。無水氯化鈣吸水達到飽和時變松軟，缺乏空隙甚至成糊狀，這時需重新處理加以回收利用。另外還要注意，無水氯化鈣吸水速度慢，不能隨加隨用，應最少放置8小時。

（9）加熱開始至結束。在蒸餾的初始階段，加熱應緩慢（約0.5h～1h），防止突沸和在系統(tǒng)中可能存在的水分損失（不能讓冷凝液上升到高于冷凝器內管的3/4處）。冷凝液應盡可能保持在冷凝器冷卻水入口處。開始加熱要緩慢，調整沸騰速度，餾出物應以大約每秒鐘2-5滴的速度滴進接受器。繼續(xù)蒸餾，直到除接受器外儀器的任何部分都沒有可見水，接受器中水的體積至少保持恒定5min。如果在冷凝器內管中有水滴持久積聚，用二甲苯?jīng)_洗，或用加有油溶性破乳劑的二甲苯?jīng)_洗。沖洗后，要緩慢加熱，防止突沸，再蒸餾至少5min。沖洗前，必須停止加熱至少15min，以防止突沸。重復這個操作，直到冷凝器中沒有可見水和接受器中水的體積保持恒定至少5min。如果仍不能除掉水時，使用聚四氟乙烯刮具、小工具或相當?shù)钠骶甙阉芜M接受器中（實際中，我們采用鵝毛作刮具，稱為投樣）。

（10）含水量的校正。含水量大都用重量百分數(shù)表示。但測定時接受器中的水分是根據(jù)體積得出的，此時把水的密度視為l。油區(qū)的地層水大部分都是高礦化度，般都在2000mg/L以上，此時水的密度大于1。因此，測出的含水率要進行校正。