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[摘 要]油料和油料产品的密度是其重要的的理化性质之一，它不仅与半成品、成品的数量与质量的控制、检测有关，而且对加强及提高生产过程的计量管理水平、促进科学研究及国内外贸易的发展密切相关。因而不论从技术或经济观点上，密度的计量测试都是必不可少的。在油库的日常收发作业、加油站销售油料的过程中，对油料密度进行实时、准确的测量，则是保证油料交接准确性的关键，在胜利油田密度主要是计算原油含水率、管线输差率的重要指标，同时也是监控生产的一个不可或缺的因素。传统的采用人工取样的静态测量和查表换算的方法由于其效率低、人为因素影响大和实时性差等原因，已经无法满足现代计量的需要。随着高新技术的发展，新材料、新技术、新仪器的大量出现，各种自动化仪表功能越来越强，性能指标愈来愈优越，特别是计算机应用技术的飞速发展，使得油库收发油、加油站加油自动化变得易于实现，国内外早已开发出多种微机自动发油系统、电脑加油机及多枪加油系统。油品密度必然也需要实现动态、在线测量。
[关键词]原油含水率 ； 密度法 ； 测量； 误差
中图分类号：TE135.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）14-0095-01
1 测量原理
2.2 影响含水率误差的直接因素
由误差传递公式可知，影响含水率误差的直接因素包括：水密度值、油密度值、油水混合液密度值，这三个因素影响误差传递公式中的传递系数大小，第四个是上述三个因素的各自分项误差。由于油水混合液的密度与含水率之间是单值函数关系，故第三个因素可用含水率值代替。
2.3 密度系数修正
油、水的密度值随温度变化而变化，不考虑油层品质的变化，对计算含水率公式中的输入油、水密度值直接进行温度系数修正（现有系统已具备此项修正）。现主要对根据压差测量出的油水混合液密度值进行修正。
2.3.1 混合液密度系数修正原理
经同乘偏移系数后，测量含水率等于真实含水率，从而消减了混合液密度测量误差因素的影响。适用于密度测量信号已经偏移但缺乏完善标定条件的情况。
2.3.2 修正系数的确定
（1） 取样，由混合液容积、质量测量数据计算出混合液实际密度值；
（2） 使用差压变送器测量p1、p3两点间的压力差，由压差公式计算混合液测量密度值；
（3） 用混合液测量密度值比混合液实际密度值得到系数；
（4） 在不同时刻重复多次上述测量，记录数据，得到、、……；
（5） 剔除粗大误差，取次测量平均值令为修正系数，即可代入式（13）进行计算。
如果排除温度因素油田的油、水密度值仍有变化，则需考虑依照上述思路对油、水密度值也进行修正。
3 油水混合液流态对含水率测量误差的影响
由于油的高粘性、油水的不相溶性、流速等因素可能造成混合液不同的流态，产生沿程阻力损失，并增大测量误差。在测量段共计产生1～2Pa的压力损失，由此造成含水率约1～2%的测量误差，且影响效应为负。
4 仪表精度对误差的影响及适用测量范围
由胜利油田渤三集输站提供的含水率测量数据及对比分析发现，绝大多数的含水率测量值高于真实值（化验值）。考虑误差性质可推知，测量的系统误差占主导地位。进一步结合前述对系统误差的分析，油水混合物密度的系统误差占权重比50%，的传递系数为正，且油、水密度已进行了溫度修正，故考虑混合物密度的系统误差是导致现有测量误差的主要因素。当含水率低时，接近于，相对误差大；当含水率高时，接近于，相对误差小。现有在线含水率测量仪使用的差压变送器型号为EJA118W，量程为0～20000Pa，误差0.075%。要使相对误差低于5%，在统计前期含水率数据的基础上，推知使用EJA118W差压变送器的密度测量精度，密度法测量含水率的上限为。结合油田25℃的油、水密度差数据，代入公式（1），可得。即在现有仪表和油水性质的条件下，满足相对系统误差不高于5%的要求下，密度法测量含水率的下限值为11.5%。当含水率低于此下限值时，根据前述分析，误差将急剧增大。如当含水率为1%时，仅由混合物密度测量相对系统误差造成的含水率测量值为1.5%，加之上述其它误差的共同作用，含水率测量值很可能超过2%。
5 总结
影响油水混合液含水率测量误差的因素包括测量涉及的工质密度值、被测工质流态及流动相关损失、仪表精度、测量过程的温度等，这些因素共同作用于测量过程且各因素对测量结果的影响程度不同。
密度法是利用油和水的密度不同去区分油和水来测量含水率，因此两者密度差别越大，越有利于区分和测量，即有利于减小误差。而当油、水密度相差较小时，容易造成大的测量误差。特别是在低含水率区段，低含水率因素与油、水低密度差因素叠加，相应造成误差的叠加。
[关键词]原油含水率 ； 密度法 ； 测量； 误差
中图分类号：TE135.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）14-0095-01
1 测量原理
2.2 影响含水率误差的直接因素
由误差传递公式可知，影响含水率误差的直接因素包括：水密度值、油密度值、油水混合液密度值，这三个因素影响误差传递公式中的传递系数大小，第四个是上述三个因素的各自分项误差。由于油水混合液的密度与含水率之间是单值函数关系，故第三个因素可用含水率值代替。
2.3 密度系数修正
油、水的密度值随温度变化而变化，不考虑油层品质的变化，对计算含水率公式中的输入油、水密度值直接进行温度系数修正（现有系统已具备此项修正）。现主要对根据压差测量出的油水混合液密度值进行修正。
2.3.1 混合液密度系数修正原理
经同乘偏移系数后，测量含水率等于真实含水率，从而消减了混合液密度测量误差因素的影响。适用于密度测量信号已经偏移但缺乏完善标定条件的情况。
2.3.2 修正系数的确定
（1） 取样，由混合液容积、质量测量数据计算出混合液实际密度值；
（2） 使用差压变送器测量p1、p3两点间的压力差，由压差公式计算混合液测量密度值；
（3） 用混合液测量密度值比混合液实际密度值得到系数；
（4） 在不同时刻重复多次上述测量，记录数据，得到、、……；
（5） 剔除粗大误差，取次测量平均值令为修正系数，即可代入式（13）进行计算。
如果排除温度因素油田的油、水密度值仍有变化，则需考虑依照上述思路对油、水密度值也进行修正。
3 油水混合液流态对含水率测量误差的影响
由于油的高粘性、油水的不相溶性、流速等因素可能造成混合液不同的流态，产生沿程阻力损失，并增大测量误差。在测量段共计产生1～2Pa的压力损失，由此造成含水率约1～2%的测量误差，且影响效应为负。
4 仪表精度对误差的影响及适用测量范围
由胜利油田渤三集输站提供的含水率测量数据及对比分析发现，绝大多数的含水率测量值高于真实值（化验值）。考虑误差性质可推知，测量的系统误差占主导地位。进一步结合前述对系统误差的分析，油水混合物密度的系统误差占权重比50%，的传递系数为正，且油、水密度已进行了溫度修正，故考虑混合物密度的系统误差是导致现有测量误差的主要因素。当含水率低时，接近于，相对误差大；当含水率高时，接近于，相对误差小。现有在线含水率测量仪使用的差压变送器型号为EJA118W，量程为0～20000Pa，误差0.075%。要使相对误差低于5%，在统计前期含水率数据的基础上，推知使用EJA118W差压变送器的密度测量精度，密度法测量含水率的上限为。结合油田25℃的油、水密度差数据，代入公式（1），可得。即在现有仪表和油水性质的条件下，满足相对系统误差不高于5%的要求下，密度法测量含水率的下限值为11.5%。当含水率低于此下限值时，根据前述分析，误差将急剧增大。如当含水率为1%时，仅由混合物密度测量相对系统误差造成的含水率测量值为1.5%，加之上述其它误差的共同作用，含水率测量值很可能超过2%。
5 总结
影响油水混合液含水率测量误差的因素包括测量涉及的工质密度值、被测工质流态及流动相关损失、仪表精度、测量过程的温度等，这些因素共同作用于测量过程且各因素对测量结果的影响程度不同。
密度法是利用油和水的密度不同去区分油和水来测量含水率，因此两者密度差别越大，越有利于区分和测量，即有利于减小误差。而当油、水密度相差较小时，容易造成大的测量误差。特别是在低含水率区段，低含水率因素与油、水低密度差因素叠加，相应造成误差的叠加。