淺談原油密度化驗(yàn)影響因數(shù)

阿提坎木·司馬義　熱孜萬古麗·阿布拉

摘 要：油品的密度是衡量原油化驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)，有很多因數(shù)會(huì)對密度化驗(yàn)產(chǎn)生影響，所以需要對影響因數(shù)進(jìn)行仔細(xì)分析。為此本文首先簡要介紹了該化驗(yàn)的原理，其次分析了主要的影響因數(shù)：比如，含水率、明水率、時(shí)間、溫度、油品不均勻性、揮發(fā)性、黏度、氣流，最后論述了提高化驗(yàn)準(zhǔn)確性的方法，希望能給相關(guān)人員提供參考，促進(jìn)我國石油以及其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：明水率;揮發(fā)性;黏度;含水率

石油的運(yùn)用以及開采可以促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)代化的進(jìn)一步發(fā)展，所以應(yīng)該繼續(xù)合理的選用合格的石油，防止出現(xiàn)使用效果不好、安全問題的情況。因此應(yīng)該在開采完石油之后，進(jìn)行化驗(yàn)，只有符合國家標(biāo)準(zhǔn)才能使用，但是在石油化驗(yàn)過程中，常常出現(xiàn)誤差，密度計(jì)法化驗(yàn)是一種比較常用的石油化驗(yàn)方法之一，也存在一些誤差。所以有必要研究密度化驗(yàn)的影響因數(shù)。

1 原油密度化驗(yàn)的原理

我國的石油實(shí)驗(yàn)方法有比重瓶法、密度計(jì)法，其中密度計(jì)法更加常用，因?yàn)樵跍y定液體石油、石油的密度時(shí)，該方法更加準(zhǔn)確、方便、簡單[1]。在進(jìn)行密度計(jì)法化驗(yàn)時(shí)，有一些常見的注意事項(xiàng)，比如，一定要根據(jù)國家規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行測定，要用更加精準(zhǔn)的密度計(jì)化驗(yàn)油品。一般要用分刻度為0.1℃或者0.2℃的全浸式水銀溫度計(jì)來進(jìn)行溫度測量，保證在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，樣品高于或者低于室內(nèi)溫度，同時(shí)為了減少溫度變化對實(shí)驗(yàn)的影響，可以采用恒溫水浴的方法。此外，在化驗(yàn)輕質(zhì)油品密度的時(shí)候，比如化驗(yàn)煤油、汽油、柴油等時(shí)，應(yīng)該盡量保證樣品與儀器溫度相同，這樣一來就可以讓溫度計(jì)在樣品之中盡快達(dá)到平衡狀態(tài)。當(dāng)化驗(yàn)低揮發(fā)性樣品的時(shí)候，不應(yīng)把密度計(jì)放在樣品中太短時(shí)間，要等到密度計(jì)的溫度平衡了再拿出。

2 影響原油密度化驗(yàn)的主要因數(shù)

2.1 含水率、明水率

含水率和明水率對原油密度化驗(yàn)的影響較大，因?yàn)樗拿芏缺仁痛螅绻兔撍に囁讲粔蚋撸椭腥匀缓兴?，測量結(jié)果就有可能偏大。在儲(chǔ)存原油的罐子中，在經(jīng)過了長時(shí)間的沉降之后，在原油之中的水分，漸漸地很可能會(huì)在罐底沉淀，形成明水。比如當(dāng)買方與賣方所提供的原油密度不一致時(shí)，可以在運(yùn)輸過程中采取一定的手段減少明水沉降[2]。相關(guān)專業(yè)人員經(jīng)過長期觀察之后發(fā)現(xiàn)，沉降一段時(shí)間以后，原油的密度、黏度發(fā)生了一些變化。在輸送原油時(shí)，這些變化也有所體現(xiàn)，在輸油剛剛完成以后，起初在油罐底部的含水層之中，混入原油，導(dǎo)致原油密度增大，之后靜置8h之后，原油密度會(huì)變小。

2.2 時(shí)間

在不同的時(shí)間段化驗(yàn)同樣的石油樣品，結(jié)果可能會(huì)有所不同，所以應(yīng)該在化驗(yàn)過程中控制好時(shí)間。在測量含輕組分較多原油時(shí)，結(jié)果通常是密度較小，在進(jìn)行采樣之后，把原油放在器皿中，較為輕的組分很有可能會(huì)揮發(fā)，較為重的組分揮發(fā)程度相對較少，所以導(dǎo)致原油密度增大。在浮頂油罐中常常出現(xiàn)一種情況，油罐、浮頂間幾乎沒有空氣，原油基本不存在揮發(fā)的情況，所以可以基本認(rèn)定原油密度沒有發(fā)生變化。在處于氣溫變化大的環(huán)境之中時(shí)，不應(yīng)該在清晨、傍晚進(jìn)行化驗(yàn)、取樣。此外，密度測量還受油罐密封程度的影響，如果沒有密封好，油蒸汽可能會(huì)出現(xiàn)溢出的情況。在經(jīng)過長期實(shí)驗(yàn)觀察以后，相關(guān)人員發(fā)現(xiàn)，同樣的原油，在放置很多天以后，密度測量值會(huì)發(fā)生變化，最大可以達(dá)到0.1%。

2.3 溫度

溫度的變化通常會(huì)對石油、液體石油的體積造成影響，密度也會(huì)隨之發(fā)生變化，會(huì)影響化驗(yàn)結(jié)果。所以在開始原油密度化驗(yàn)之前，應(yīng)該先測量溫度。我國規(guī)定石油密度計(jì)的溫度應(yīng)該是20℃，在實(shí)際操作中，要保持溫度在15℃到25℃之間。進(jìn)行油品密度化驗(yàn)的目的是對其進(jìn)行計(jì)算、測量，保持其與油罐的溫度基本相同，相差不超過3℃。如果溫度已經(jīng)符合這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，在測量原油時(shí)，發(fā)現(xiàn)其并沒有達(dá)到所要求的流動(dòng)數(shù)值，應(yīng)該采用提高其溫度這種方法來解決這種問題，只有讓其溫度提高到符合要求時(shí)，才可以讓密度計(jì)在其中自主漂浮，達(dá)到預(yù)期的測量效果。一定要注意要等到密度計(jì)和原油的溫度基本達(dá)到平衡、穩(wěn)定狀態(tài)再拿出，不要放置太短時(shí)間。

2.4 油品不均勻性

能否準(zhǔn)確測量原油密度和樣品通常有很大的關(guān)系，但是所取出的樣品常常出現(xiàn)不均勻的情況，所以應(yīng)該采取措施，盡量取更加均勻的樣品。在原油密度化驗(yàn)中，測量結(jié)果經(jīng)常差距很大，甚至最低值與最高值差距高達(dá)千分之幾，或者更高。應(yīng)該從油罐的上、中、下3個(gè)部分都取同樣多的樣品，如果經(jīng)過實(shí)驗(yàn)得出，這3個(gè)樣品都沒超過標(biāo)準(zhǔn)值，就說明油品質(zhì)量合格，反之如果在其中有任意一部分超過標(biāo)準(zhǔn)值，則表示原油密度不均勻。但是只能大概簡單給油品分成3個(gè)部分，沒有具體的標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樵谟凸拗兴鎯?chǔ)的物質(zhì)相同，不像水油密度相差大，會(huì)出現(xiàn)明顯的分層情況。在同一個(gè)油罐的油密度不同，是因?yàn)楫a(chǎn)地有可能不同、開采時(shí)間也有可能不一樣。另外，通常原油儲(chǔ)存時(shí)間越長，不均勻情況也會(huì)更加明顯。

2.5 揮發(fā)性、黏度

化驗(yàn)原油這個(gè)實(shí)驗(yàn)很復(fù)雜，因?yàn)樵屯ǔＳ啥喾N成分構(gòu)成，而且成分通常不固定，導(dǎo)致原油性質(zhì)不同。一定要注意在測量原油密度時(shí)，不要安排太多步驟，要盡量保持實(shí)驗(yàn)室的溫度變化小，盡量讓原油中的成分少揮發(fā)，以此來減少黏度增加的可能性，導(dǎo)致密度計(jì)不能在樣品中自由漂浮，達(dá)不到平衡，最終測量結(jié)果較高。

2.6 氣流

相關(guān)人員經(jīng)過研究得出，在進(jìn)行原油密度化驗(yàn)時(shí)，氣流越大，油品表面的蒸發(fā)程度越大，烴類也隨之揮發(fā)，從而導(dǎo)致其密度增加。通常都是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部用密度計(jì)法化驗(yàn)油品密度，在實(shí)驗(yàn)過程中一般會(huì)要求關(guān)好門窗、抽風(fēng)機(jī)，減少人員在實(shí)驗(yàn)室來回走動(dòng)的頻率，以此來防止因氣流影響測量結(jié)果。如果不在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，應(yīng)該要盡量選擇無風(fēng)的場地，派高科技的化驗(yàn)員來進(jìn)行快速、準(zhǔn)確地操作。

3 提高原油密度化驗(yàn)準(zhǔn)確性的方法

應(yīng)該按照相關(guān)規(guī)定來進(jìn)行恒溫水浴，以此來保持試驗(yàn)時(shí)溫度變化不超過0.25℃，減少因溫度變化而結(jié)果出現(xiàn)誤差的可能性，促進(jìn)得出的密度值更加準(zhǔn)確。在另一個(gè)方面，在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)保持油樣和恒溫水浴的溫度基本相同，避免原油因受恒溫水浴的作用溫度變化較大，阻礙結(jié)果準(zhǔn)確性的提高。

為了讓實(shí)驗(yàn)時(shí)所用的樣品能盡量代表大部分油品，需要進(jìn)行混合試樣。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，有兩種管線取樣的方法：流量比例樣、時(shí)間比例樣。通常使用后者，每隔1h取樣一次，把4個(gè)h的混合樣品作為一份試樣。同時(shí)為了保證有充足的樣品來試驗(yàn)，通常要多取一些。但是由于原油不均勻、黏度大、凝點(diǎn)高，采用這種方法取樣，最后得到的混合樣按時(shí)間段產(chǎn)生分層現(xiàn)象。在此時(shí)倒出樣品，得到的只是最后h的那份。因此，應(yīng)該熱樣，讓已經(jīng)冷凝的樣品再次流動(dòng)，再搖樣讓其均勻混合，這樣才能得到更有代表性的樣品。

通常用平底水浴鍋來熱樣，在其內(nèi)部裝入水，有效得到加熱的樣品深度因一定程度地受內(nèi)槽深度的限制，只有不到9cm，但是取樣瓶的內(nèi)部高度為19cm左右，在熱樣的時(shí)候，只有一半的樣品受熱，導(dǎo)致其上半部分和下半部分溫度不一致。為了解決這種問題，可以用溫度計(jì)、攪拌棒攪拌，但是在實(shí)際情況中相關(guān)工作人員發(fā)現(xiàn)溫度計(jì)是水平攪動(dòng)，導(dǎo)致樣品也隨之水平轉(zhuǎn)動(dòng)，上下兩部分還是很難混合，造成溫度仍然不相同，下半部分的溫度高于上半部分。相關(guān)工作人員經(jīng)過測量可以得知，將加熱的溫度和試樣溫度作比較，上下兩部分溫度差大約為7到8℃。在加熱原油時(shí)，應(yīng)該加熱到其能充分流動(dòng)的時(shí)候，但要注意溫度不能太高，讓其中的輕組分損失，或者太高，使其中的蠟析出。

在原油密度化驗(yàn)中，常常產(chǎn)生氣泡，影響原油密度化驗(yàn)準(zhǔn)確性的提高。因?yàn)闅馀菔蛊湟a(chǎn)生同等數(shù)值的浮力，增大了需要排開的液體體積，使最終的測量值變小。正確去除氣泡的方法應(yīng)當(dāng)是：用一片干凈的濾紙除去表面氣泡。同時(shí)應(yīng)該要注意靜置密度計(jì)片刻，待所有氣泡到表面以后，在讀數(shù)之前除掉所有氣泡。但是在實(shí)際操作中，很多工作人員只是用濾紙簡單刮氣泡，就投密度計(jì)，以后應(yīng)該避免這種行為。

參考文獻(xiàn)：

[1]李明璐.原油含水化驗(yàn)分析計(jì)量方法的研究[J].化工管理，2020（06）：30-31.

[2]王東，王珂，張衛(wèi)東.影響外銷原油計(jì)量準(zhǔn)確原因及措施[J].承德石油高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2019，21（06）：24-26.