[發明專利]脈沖中子流量計測量非牛頓流體流量的方法及裝置

有效

• 申請號: 00123196.0
• 申請日: 2000-10-30
• 公開（公告）號: CN1305094A
• 公開（公告）日: 2001-07-25
• 發明（設計）人: 王建民;肖培琛;姜亦忠;馬慶成;李劍浩
• 申請（專利權）人: 大慶石油管理局測井公司
• 主分類號: G01F1/704
• 分類號: G01F1/704;G01F1/708
• 代理公司: 黑龍江省專利服務中心
• 代理人: 李云霞

本發明涉及一種非牛頓流體的測量方法及測量裝置。具體講該方法是用于油田注入井注入剖面的測量，尤其對于“三次采油”注聚合物、三元復合物和分層配注的部分注水井，注物為水基溶液和水，其流動狀態不符合牛頓定律流體注入物的測量。

目前在采油行業注水井注入剖面一般用常規測井儀器測量，如渦輪流量計、同位素示蹤測井等方法測量。但在“三次采油”注入井中為提高采收率，注入的流體是高黏度的聚合物水溶液，用現有的儀器測量注聚合物溶液井時，因注入流體粘度增高，導致渦輪不能正常轉動，影響測量結果，甚至無法測量；同位素示蹤法也由于聚合物粘度大，示蹤劑無法分散，導致測量精度下降，還有注入量低以及地層的射孔深度大，地層吸液孔隙不均等因素影響也得不到理想的結果。對于測量管后地層的注入剖面，目前只有同位素示蹤法能夠進行測量，但受到井筒粘污和示蹤劑沉降的影響，測量結果也不能夠反映地層的真實情況。

本發明的目的是針對油田開發后期，為解決注聚合物溶液井注入剖面的監測這一難題提出一種脈沖中子流量計測量非牛頓流體流量的方法及其裝置。注聚合物溶液井和分層配注井中，流體的流動不符合牛頓的流動定律，要想準確測量流體的流量，目前的方法是無法解決的。本發明提出的采用脈沖中子流量計測量非牛頓定律流體的流量，能夠解決注聚合物和分層配注井的注入剖面測量的難題。

本發明的主要技術內容是，用脈沖中子流量計測量非牛頓流體，通過測量非牛頓流體中水分子中的氧元素，測量水流的速度，間接測量出非牛頓流體的流速。儀器由中子發生器和特征γ射線探測器組成。中子發生器發射中子，使井筒內的水或水溶液中的氧元素活化，氧活化后具有放射性，放出6.13Mev的γ射線，如果水流動，γ射線探測器就可以測出水的流動信號，進而測出水的流速。

快中子氧活化反應：

當快中子與水溶液中的氧元素發生作用時，就會發生(n,p)反應。¹⁶O(n,p)¹⁶N反應屬于發射質子的反應，生成的放射性¹⁶₇N核經β^-衰變后變為處于激發態的¹⁶₈O核，然后¹⁶O的激發態核又通過發射6.13Mev的伽馬射線回到基態。

活化閾能10.2Mev，特征γ射線能量6.13Mev，半衰期7.13s。

測量方法是：采用一個較短的活化期(1-10s)，選擇一個較長的數據采集期(一般為60s)進行活化測量。中子源至探測器的距離L是已知的，通過測量活化水從中子源被活化，流到探測器被探測的時間t，根據公式：V=l/t t = ∫ f ( t ) tdt ∫ f ( t ) dt ]]>

計算出流體的速度V，可以多次重復測量以提高測量精度。

脈沖中子流量計由中子發射部分、γ射線接收部分、電源供給部分組成。中子發射部分由中子管7、高壓倍加器4組成，裝在絕緣筒5內；接收部分由探測器8、前置放大器9、探測器高壓變換器11、數據采集板10組成，通過四芯滑環6與中子發射部分連接；電源供給部分由三芯滑環1、直流變換器2組成，三芯滑環上部與測井電纜連接，下部與直流變換器連接，直流變換器提供中子發射部分和γ射線接收部分所需電源，整個儀器裝在外殼體3內。

探測器8的數量大于等于1均可；探測器8與中子管7的距離大于50cm均可。