对原油密度化验影响因素的分析

尹晶晶(中海油气(泰州)石化有限公司，江苏 泰州 225300)

0 引言

原油损耗受到的密度影响较大，而围绕现阶段常用的原油密度化验方法进行分析可以发现，密度计法很容易在应用中受到时间、采样准确率等因素的影响。为尽可能提升原油密度化验准确性，正是本文围绕该课题开展具体研究的原因所在。

1 主要影响因素和应对措施

1.1 影响因素

(1)时间因素。如原油存在较多轻组分，密度偏小的测量结果能够在应用密度计法时获取，但在完成采样后，在器皿中的原油会出现一部分轻组分挥发，同时存在挥发相对较小的较重组分，这就使得相对增大的原油密度测定结果会因此获取。在浮顶油罐中，空气空间基本不存在于浮顶和油罐间，此时不存在挥发情况。在可以忽略原油呼吸损耗的情况下，可认为存在不发生变化的原油密度。如气候环境中存在较大气温变化，化验取样不得在傍晚或清晨进行。原油密度化验还会受到油罐密封效果带来的影响，不同程度油蒸汽溢出属于影响的源头。结合相关实验得出的结论可以了解到，数天以后同样油罐存在的最大密度测量差值能够达到0.1%，因此在石油样品相同情况下，原油密度化验在不同时间段进行能够得到存在一定差异的结果，这种差异必须设法控制，由此可直观了解时间因素对原油密度化验带来的影响[1]。

(2)采样因素。原油密度化验影响因素还包括采样因素，采样位置准确性及位置差别均会对原油密度化验结果造成影响。在具体的原油密度化验过程中，现行规定要求取样需要围绕均匀原油进行，取点出包括液面下1/2处中部、5/6处下部、1/6处上部，但对于不均匀原油来说，这种采样方法并不适用。如需要对两种存在相似密度的原油进行处理，可采用上述方法进行取样并进行等体积混合。如两种原油混合密度差在3%以上，且存在小于卸入油密度3%的罐底油密度，在沉降8 h后，罐底会沉入较大密度的明水，罐底油因密度小会慢慢浮起，最终在整罐油最上层漂浮，最底层则为密度大的油，分层现象受此影响会明显出现。在分层现象影响下，如仍采用上述采样方法，原油密度化验得出的结果将出现误差，这是由于采样所选位置存在不清晰的油水界面，密度小的油层很容易在采样时采到，较轻的罐底油在混合样中的占比受此影响会超过1/3原油体积，低于实际密度值的测量结果会因此获得；如存在大于卸入油密度3%以上的罐底油密度，卸油过程中罐底油往往会被顶上去，受较大密度的罐底油影响，密度小的油品与下沉的罐底油将混合，分层现象此时不易产生，这类属于均匀油的油样不会出现分层，此时可按照上文提及方法进行采样，采样对原油密度化验带来的影响较小[2]。

(3)含水率因素。相较于石油，水的密度更大。对于存在过高含水量的原油，原油密度化验得出的结果将偏大。对于长时间在储油罐中沉淀的原油，罐底部存在慢慢沉入的水分，这种水分存在形式为明水。原油含水量与其密度检测结果成正比，即含水量越低的原油存在越低的检测密度。如买卖方提供密度不一致的原油，需关注明水沉降在运输过程中的具体情况如实。结合实际调研可以发现，原油在一定时间沉降后会出现较大的粘度、密度变化，这种变化往往会在运输原油过程中出现，在刚刚完成运输时，原油密度会因底部含水层混入而增大，静置8 h以上时间后，则会得到偏小的原油密度测量结果，可见含水量对原油密度化验影响的深远程度。

1.2 应对措施

(1)快速采样。为应对时间因素带来的影响，原油密度化验必须开展快速采样，以此尽可能实现采样时间缩短，并保证密度分析在油温恒定后尽快进行，样品原油组分挥发即可最大程度降低，原油密度化验受到的影响也能够同时得到控制。

(2)准确采样。为应对采样因素带来的影响，原油密度化验还需要设法提升采样准确性，如存罐底油密度相较于卸入油密度大于3%，为应对密度小的油上浮情况，采样需要在罐的出口液面以下按照1 m间隔进行采样并分别进行分析，同时需要确定油罐内油品数量和性质，以此更好保证检测结果准确性。

(3)区别采样。在油船原油的采样过程中，随机乱采情况不得出现，否则很容易采集存在最大明水体积的位置，由此引发的采样波动会导致检测结果准确性受到影响。因此，具体实践需要将最大舱明水体积排除，随机选择3个舱完成采样并进行对比，准确性更高的油样密度分析可顺利实现；如采样于油罐中进行，在得到工艺许可时，为保证水充分沉降可静置8 h油样，如油罐的明水较高，具体采样需要远离明水层，以此顺利得到典型油样[3]。

2 实例分析

2.1 案例概况

对于属于多种烃类混合物的某油田原油，不同条件下其性质和组织变化显著，密度也会同时发生变化，这对贸易交接造成一定麻烦。现阶段0.870 g/cm3为外输原油密度规定标准，油品价格会在密度超过该值时受到一定影响。在测定原油密度过程中，案例油田采用密度计法，需保证存在小于1.5的测量结果再现性，同时存在不大于1次的再现性不达标次数。结合具体实验可以发现，样品密度与温度成正比，温度升高会导致样品密度提升。密度测定结果会随样品存放时间延长而增大，且样品在短时内无法在量筒、温度计、密度计内实现平衡，同时空气流动性增大也会导致样品密度增大。

2.2 具体实验

(1)温度对比实验。选取原油样品后，采用水浴控温、自然降温等措施，对同一原油样品在不同温度调节下的密度值进行测试，观察密度在温度变化下的变化情况，原油样品检测密度与温度的关系得以明确。结合温度对比实验能够确定，随之实验温度的提升，每摄氏度原油标准密度提升幅度为0.035 g/cm3，此时能够得到偏离的偏离。对于20 ℃时检定取得的标准密度计示值，应用密度计法的原油密度化验应在20 ℃标准温度或接近该温度时能够得到最为准确的结果，也可以在较高温度中选择适宜的检测温度，如高于浊点3 ℃或高于倾点9 ℃。最终可以确定，需在20 ℃样品温度下进行原油密度化验。

(2)存放时间对比实验。为对比原油样品存放时间带来的影响，需去盖在室温中放置原油样品，并按照一定间隔进行密度测定，具体间隔设置为10 min。结合实验得出的结果可以发现，原油样品存放时间延长会导致更大的密度测定结果出现，每分钟提升幅度为0.003 g/cm3。在实际测量中，原油样品必须尽量快速，并对进入实验室的原油样品立即测定，保证原油样品存放时间缩到最短。

(3)实验时间对比实验。完成原油样品选取后，通过温度计、密度计、量筒等不同放置时间，对同一样品在不同实验时间下的密度值进行测定。通过实验能够发现，温度计、密度计、器皿、样品在15 min内无法实现平衡，而在搅拌15～20 min后，测定结果最小值和最大值间存在2‰内的波动。

(4)样品均匀程度对比实验。在选取原油样品后，对比机器摇样和人工摇样，对1 L规格的同一样品进行密度测定。结合实验取得的结果可以发现，基于5 min以上摇样时间、采用八字摇样法的人工摇样，得出的检测结果与机器摇样接近。在较短摇样时间时，不均匀的原油样品会导致偏低的测试结果出现。

(5)大气环境对比实验。完成原油样品选择后，对同一原油样品在大气流动性能条件不同情况下进行密度值测定，以此明确测定结果受到的气体流动性影响。对比密闭环境和敞开环境能够发现，原油样品轻组分会随空气流动性提升而快速挥发，这会导致偏大的密度测量结果出现。

2.3 新方法验证

结合上述实验可以确定，原油样品采集后需要尽快送至检测点，具体检测需要在密闭环境下开展，检测温度控制为20 ℃并进行15～20 min均匀搅拌，此时能够得到最高精度的检测结果。在实施上述新方法后，在2020年7月1月—2021年6月1日间，原油密度测量结果存在1.5以下的再现性，同时存在不大于1次的再现性不达标此时，测量精度提升明显，存在满足预期的重复性不合格率。为进一步提升案例油田原油密度化验精度，还可以设法采取以下巩固措施，包括关注原油取样、做样环节，针对性开展监督、核查比对，强化对设施、设备的保养维护，检测人员的业务能力也需要设法提升。

2.4 应用效果

在应用新方法后，案例油田取得了不俗的经济效益和社会效益。在经济效益方面，改进后的实验方法实现了测量结果不满足再现性要求次数的大幅下降，以往的6.2次下降至1次以下，检测成本降低和检测效率提升目标顺利实现，此外，检测周期延长、不准确检测数据可能导致的生产等问题也得以有效规避，这种间接经济损失的规避高达数百万元；在社会效益方面，改进后的实验方法使得检测工作效率大幅提升，提供的可靠、准确数据能够更好满足原油贸易交易需要。在创新探索中，油田企业的员工积极参与，在积累相关经验的同时提高了能力与自信心，企业集体凝聚力、全体成员的创造性和积极性也充分激发。通过生产实际检验，检测方法改进后可持续应用，推广应用后取得理想效果，油田企业的全面质量管理工作也因此获得基础条件支持。

3 结语

综上所述，原油密度化验影响因素较为多样。在此基础上，本文涉及的实践研究，则直观展示了各类影响因素的应对方法。为更好地保证原油密度化验精度，规范要求的严格落实、气泡带来的不确定性影响排除同样需要得到重视。