更新日期：2026年10月5日 — 作者 Sino-Inst 工程团队
此 原油密度 跨度大致 轻质凝结沥青密度为 790 kg/m³，超重质沥青密度为 1,000 kg/m³ 以上但是，在井口、储罐或LACT撬装装置上测得的原油密度值永远不会相同——温度、压力和夹带水会使读数每变化10°C就会变化0.5%至1%。本页涵盖了典型的密度范围、API比重如何转换为kg/m³、ASTM D1250/API MPMS 11.1温度校正的通俗解释、四种用于测量原油密度的现场方法，以及如何根据您在供应链中的位置选择合适的测量方法。选择方法很少是出于绝对精度的考虑，而是取决于在特定温度、结垢和每桶价格风险下的重复性。
内容
- 原油的典型密度范围
- API 引力和密度：每个运营商都需要的转换
- 采用 ASTM D1250 和 API MPMS 11.1 进行温度校正
- 四种现场测量粗密度的方法
- 按地点选择方法：实验室、储罐、LACT 或管道
- 含水率、气体以及导致现场读数错误的三个因素
- 特色密度计
- 常见问题
原油的典型密度范围
大多数原油在15℃参考温度下的比重介于790至1,000千克/立方米之间。业内根据API比重将其分为四个等级，每个等级都对应着截然不同的上游和炼油策略。
| 增益级 | API重力 | 15℃时的密度（kg/m³） | 例子 | 为何重要 |
|---|---|---|---|---|
| 光 | > 31.1° | <870 | WTI原油、布伦特原油、邦尼轻质原油 | 汽油/石脑油产量更高；价格更高。 |
| 中 | 22.3–31.1° | 870-920 | 阿拉伯之光，乌拉尔 | 主力炼油厂原料 |
| 重 | 10.0–22.3° | 920-1000 | 玛雅，巴斯克尼亚 | 价格较低；需要加氢裂化，泵送难度较大 |
| 特重沥青 | <10° | > 1000 | 阿萨巴斯卡，奥里诺科 | 沉入水中；通常以稀释液（“稀释沥青”）运输 |
美国本土48州约80%的原油产量属于轻质原油（API度高于35°），而从加拿大和墨西哥进口的原油则涵盖了美国炼油厂能够加工的重质原油。划分标准是合同约定——实际上，原油的性质是一个连续谱。密度本身并不能决定原油的等级——粘度、含水率等因素都会影响原油的品质。 线束上静压和动压的区别 这一切都与货物的输送方式和计量站的运行方式有关。
API 引力和密度：每个运营商都需要的转换
API比重是15.56°C (60°F)下比重的倒数。其定义公式为：
°API = 141.5 / SG @ 60°F − 131.5
有两个后果很容易被忽略。首先，密度变化并非线性关系——在 API 值接近 30° 时，1° API 的变化相当于密度变化约 5 kg/m³；但在 API 值接近 10° 时，同样的 1° API 变化则相当于密度变化约 7 kg/m³。其次，水的 API 值恰好为 10°。任何低于 10° API 的物质都会沉入淡水中——API 值为 8° 的重质沥青的密度确实比水大，因此在溢漏或清洗槽中会表现出相应的特性。
快速换算：密度 (kg/m³) ≈ 141,500 / (131.5 + °API)。35° API 原油的密度约为 850 kg/m³，22° API 原油的密度约为 921 kg/m³。在确认任何现场仪器的读数之前，务必将这些数值与实际读数进行比对。同样的逻辑也适用于…… 科里奥利密度测量原理在另一份笔记中已介绍。 — 该仪表输出原始密度，操作员可以选择显示 kg/m³、SG 或 °API。
采用 ASTM D1250 和 API MPMS 11.1 进行温度校正
原油的体积膨胀率约为每摄氏度0.07%至0.09%。在德克萨斯州的储罐中，夏季到冬季温度变化30摄氏度，相同质量的原油体积变化约为2.5%。ASTM D1250（与API MPMS第11.1章相同）是一套标准表格和公式，用于将观测温度下的密度值转换回15摄氏度（或美国习惯的60华氏度）的参考温度。
在该领域，有三个术语经常被混用，但它们的含义却各不相同：
- CTL（液体温度效应校正）：将观测体积转换为 15 °C 体积的乘数。
- CPL（液体压力效应修正）：考虑管道压力压缩液体的乘数。
- VCF（体积校正因子）：CTL × CPL 的乘积——LACT 血糖仪实际应用的单个数字。
D1250 发布了三套表格：原油（通用）、成品油和润滑油。原油运营商使用表 6A（密度输入）或表 24（API 输入）。35° API 原油在 35°C 时的 CTL 值为 0.9854——在加油站测量的每 1,000 立方米原油，校正到 15°C 后，体积变为 985.4 立方米。交割合同几乎总是按校正后的值开具发票，因此仅靠流量计是不够的——必须在同一地点测量温度和密度（或 API）。
四种现场测量粗密度的方法
| 付款方式 | 标准版 | 典型精度 | 我们的强项 | 弱点 |
|---|---|---|---|---|
| 比重计（玻璃） | ASTM D287，D1298 | ±0.5 kg/m³（实验室）±2 kg/m³（现场） | 最便宜、无需电源、本质安全 | 速度慢、需要手动操作、易碎，不适用于高温或高压样品 |
| 振荡U形管（实验室/手持式） | ASTM D4052 | ±0.1千克/立方米 | 参考精度，自动温度校正 | 所需样品量，重质沥青上的结垢 |
| 科里奥利质量流量 + 密度 | API MPMS 4.6，AGA-11 | ±0.5–1.0 kg/m³ | 在线式，可处理两相流，同时提供流量和密度信息。 | 成本高；对夹带气体敏感；需要直通式安装 |
| 振动叉/音叉直列式 | API MPMS 14.6 | ±0.5–2 kg/m³ | 结构紧凑、坚固耐用、无活动密封件 | 叉子上积聚蜡质；粘稠原油上的校准漂移 |
核（伽马射线衰减）测量仪有时可作为第五种方法用于浆状原油或石蜡原油，因为其他所有传感器都会被污染——但它们是受许可控制的设备，而且在炼油厂以外的维护经济性很少有意义。
按地点选择方法：实验室、储罐、LACT 或管道
正确的方法与其说是取决于化学原理，不如说是取决于测量值在现金流中的位置。
- 粗略化验实验室：振荡式U形管。ASTM D4052是合同参考标准——所有其他现场读数都以该标准为基准进行校准。
- 罐浸/库存：比重计用于临时检查，进水管线上的科里奥利力仪或音叉式比重计用于连续记录。储罐温度分层会导致密度自上而下变化 1-2 kg/m³——应在多个液位取样以进行与税务相关的库存盘点。
- LACT（租赁自动托管转移）科里奥利密度计与体积流量计串联，两者均向流量计算机提供数据，该计算机实时应用 ASTM D1250 标准进行测量。这是 API 唯一认可的、适用于 700 桶/天以下无人值守计量交接的架构。
- 管道批处理接口每隔几公里就安装一个音叉密度计，用于检测两种原油等级之间的过渡。在计费精度要求较高的计量站，则使用科里奥利密度计。
- 加热货物、热水舱、FPSO科里奥利比重计或U形管比重计——切勿在80℃以上使用玻璃比重计。蒸汽闪蒸和操作人员烫伤使其不切实际。
关于同一撬装设备上流量如何校正的相关问题，请参阅我们的说明： 高粘度液体的流量计量 对糖浆和船用燃料也适用类似的原理。
含水率、气体以及导致现场读数错误的三个因素
- 样品中的游离水1% 的含水量（基本泥沙和水）会使表观密度增加约 1.7 kg/m³，足以将 API 35° 原油误判为 API 34° 原油。务必在同一取样点同时测量含水量和密度，或者先将样品送入聚结器进行处理。
- 夹带气体溶解气体从密度计入口逸出，导致密度下降 5–20 kg/m³，并使科里奥利管偏离共振频率。应在井口撬装装置上的任何密度计上游安装气体消除器。
- 蜡/沥青质积聚在音叉叉齿上进行渐进式涂层处理，可增加振动质量，并在数周内提高密度。每 30-60 天对石蜡基原油进行一次化学清洗；并用比重计交叉验证。
关于振动式流量计如何处理类似污垢的类似讨论，请参见 科里奥利质量流量计原理密度读数的物理原理也决定了流量的准确性——解决其中一个问题，通常也能解决另一个问题。
特色密度计
常见问题
原油的密度是多少？
全球原油体积加权平均值在 15°C 时约为 870 kg/m³，相当于 API 31°。个别原油的密度范围从 790 kg/m³（轻质凝析油，API 47°）到 1,030 kg/m³（阿萨巴斯卡沥青，API 6°）。
石油（非原油）的密度是多少？
植物油的密度约为 920 kg/m³，润滑油矿物油约为 870–890 kg/m³，煤油约为 800 kg/m³，汽油约为 740 kg/m³。原油的密度涵盖了大部分上述范围，并且与精炼产品的密度有所重叠——务必明确指出是哪种油以及测试温度。
如何将API重力值转换为kg/m³的密度值？
使用密度公式 (kg/m³) = 141,500 / (131.5 + °API)。该结果基于 API 参考温度 60 °F (15.56 °C)。对于其他温度，请应用 ASTM D1250 CTL 校正。
原油密度是以什么温度为参考的？
公制合同中为 15 °C，美制合同中为 60 °F。这两个参考点相差 0.04 °C，实际应用中视为等效。在交接单上，务必在任何密度数值旁注明参考温度。
API比重和比重有什么区别？
比重是指原油密度与相同温度下水密度的线性比值。API比重是经过重新标度的非线性倒数，定义为141.5/SG − 131.5。之所以选择API比重，是因为它比比重（10–0.78）更能有效地覆盖交易范围（1.0–50° API）。
美国有重质原油吗？
美国国内原油产量主要为轻质原油（约80%的API度高于35°）。美国进口重质原油——主要来自加拿大（阿萨巴斯卡稀油）和墨西哥（玛雅原油）——以满足几十年前设计用于裂解重质板岩原油的炼油厂的需求。
哪种密度计对原油测量最准确？
振荡式U形管（符合ASTM D4052标准）是实验室参考标准，精度为±0.1 kg/m³。在线科里奥利仪是现场精度最高的选择，精度为±0.5 kg/m³，也是唯一适用于终端流量计量交接的实用方法。
我可以用比重计测量热水箱样品吗？
温度不宜超过约 80 °C。高温原油样品在弯液面以上易发生蒸汽闪蒸，存在破损风险，且样品温度漂移迅速，因此比重计读数不可靠。建议使用便携式 U 型管或抽取冷却后的旁路样品。
请提供原油品位、预期温度范围以及测量用途（化验、库存或交接）。我们的工程师将回复您推荐的测量方法、仪表尺寸以及符合 ASTM D1250 可追溯性的校准方案。
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吴鹏，1980年出生，是一位德高望重的男性工程师，在自动化领域拥有丰富的经验。 凭借 20 多年的行业经验，Wu 在学术界和工程项目方面都做出了重大贡献。
在他的职业生涯中，吴鹏参与了无数的国家和国际工程项目。 他的一些最著名的项目包括炼油厂智能控制系统的开发、石化厂尖端分布式控制系统的设计以及天然气管道控制算法的优化。