[發(fā)明專利]一種反射率測量裝置及基于該裝置的干度在線測量方法

無效

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• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN103616349A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發(fā)明（設計）人: 趙衛(wèi);張文松;朱香平;代麗輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G01N21/47
• 分類號: G01N21/47;E21B43/24
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 張倩

技術領域

本發(fā)明涉及的是稠油開采注蒸汽式油井干度在線測量，具體涉及的一種反射率測量裝置及基于該裝置的干度在線測量的方法。

背景技術

稠油具有黏度高、分布不均的特點，通常開采的方法是向油井中注入高溫、高壓蒸汽，待石油呈流狀后再加以開采，蒸汽注入過程中其干度的變化值是判斷油層分布的重要資料，同時也是合理利用蒸汽資源的重要參考依據(jù)。

稠油注蒸汽熱力開采工藝技術是目前國內(nèi)外主要的稠油開采手段，是用直流鍋爐向井下注入濕飽和蒸汽加熱油層降低稠油粘度達到開采目的。我國蒸汽熱力開采稠油工藝的研究與應用，為我國石油工業(yè)的發(fā)展和國家能源供給提供了重要的技術支撐，稠油注蒸汽熱力開采工藝井下熱動態(tài)監(jiān)測至關重要，它是了解熱注效果，認識油層，掌握油層熱含的關鍵技術，通過井下監(jiān)測可準確判斷汽竄和注汽井的熱損失情況。新的生產(chǎn)工藝要有配套技術支持，目前現(xiàn)有的熱采測試工藝和測試技術適應不了水平井的熱采測試需要。蒸汽干度作為稠油開采安全運行中的一個重要參數(shù)，也是影響稠油熱采效果的一個重要指標。而現(xiàn)階段蒸汽干度控制基本上處于常規(guī)控制階段，因此蒸汽干度控制受人為因素影響較大，不僅稠油開采安全運行受到威脅而且影響稠油熱采的效果，為此，對于稠油開采注入蒸汽干度進行自動控制的研究勢在必行，所以干度計算的算法是稠油注蒸汽熱力開采工藝井下開采的重要監(jiān)測點。

針對稠油水平井注汽生產(chǎn)工藝，本發(fā)明提供一種用于實現(xiàn)油井蒸汽干度測量方法。

飽和水蒸汽的反射率也是計算油井蒸汽干度的一個重要的參數(shù)，本發(fā)明同時也提供了一種反射率測量裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種蒸汽干度測量算法，它用于解決注蒸汽式井下干度在線測量問題，實時掌握油井蒸汽注入的干度情況。

本發(fā)明的技術解決方案：

一種反射率測量裝置，其特殊之處在于：包括入射光路、出射光路以及光學探頭，所述入射光路包括依次連接的電源、光源、第一耦合器以及第一傳導光纖，所述出射光路包括依次連接的第二傳導光纖、第二耦合器、探測器以及信號處理電路，所述光學探頭的一端與待測的汽液兩相流接觸，所述第一傳導光纖的輸出端以及第二傳導光纖的輸入端均與光學探頭的另一端連接，所述光學探頭為光學反射率探頭。

上述第一耦合器和第二耦合器均為透鏡。

基于反射率測量裝置的干度在線測量方法，其特殊之處在于：包括以下步驟：

1】測量飽和水蒸汽的反射率：

1.1】裝配上述的反射率測量裝置，并使得光學探頭與待測水蒸汽界面接觸；

1.2】打開電源，探測器接收到飽和水蒸汽界面的反射能量，經(jīng)過信號處理電路處理得到飽和水蒸汽的反射率R；

2】利用壓力傳感器測的飽和蒸汽的壓強P；

3】根據(jù)測出飽和蒸汽的壓強P，利用IAPWS-IF97國際標準查找對應溫度T,以及對應的水的密度ρ_w和蒸汽的密度ρ_v，水的折射率n_v和蒸汽的折射率n_w；

4】利用如下公式計算當前壓強P和溫度T下的飽和水蒸汽的干度：

X=11+(Rv-R)·ρw(R-Rw)·ρv·]]>

本發(fā)明所具有的優(yōu)點：

1、本發(fā)明涉及的是一種蒸汽干度測量算法，這種蒸汽干度測量算法是采用光纖傳感器采集井下汽液兩相面的反射率，是利用水和水蒸氣介電常數(shù)的不同進行濕蒸汽干度進行計算的。