[發(fā)明專利]基于微波三探頭油井在線含水率監(jiān)測儀的含水率監(jiān)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010073368.6
• 申請日: 2020-01-22
• 公開（公告）號: CN111088975B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張鈺哲;張乃祿;梁新玉;孟智彬;寧帆;范琳龍
• 申請（專利權(quán)）人: 西安海聯(lián)石化科技有限公司
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B49/00;E21B49/08
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務(wù)所 61213
• 代理人: 劉崇義

1.基于微波三探頭油井在線含水率監(jiān)測儀的含水率監(jiān)測方法，所述基于微波三探頭油井在線含水率監(jiān)測儀包括安裝在地面(3)上的井上油管(5)和井口連接油管(4)之間的測試油管(6)，井口連接油管(4)與油井(1)內(nèi)的井內(nèi)油管(2)連通，測試油管(6)外安裝有用于測試抽出油含水率的含水率監(jiān)測儀表(16)，含水率監(jiān)測儀表(16)內(nèi)設(shè)置有電子線路板，所述電子線路板上集成有主控制器和與所述主控制器連接的通信模塊，測試油管(6)內(nèi)設(shè)置有積流板(18)，所述積流板(18)具有一個傾斜面和與所述測試油管(6)內(nèi)壁配合的弧面，所述積流板(18)的傾斜面靠近井內(nèi)油管(2)的一端低于所述積流板(18)的傾斜面遠離井內(nèi)油管(2)的一端，所述積流板(18)的傾斜面遠離井內(nèi)油管(2)的一端的高度H為R為測試油管(6)的內(nèi)徑，測試油管(6)長度方向的正底部上安裝有伸入至測試油管(6)內(nèi)用于檢測油管內(nèi)液體流通的流量傳感器(12)以及均發(fā)出微波束的低位微波探測發(fā)射器(11-1)、中位微波探測發(fā)射器(11-2)和高位微波探測發(fā)射器(11-3)，測試油管(6)長度方向的頂部上安裝有伸入至測試油管(6)內(nèi)用于接收低位微波探測發(fā)射器(11-1)發(fā)出的微波束的低位微波探測接收器(13)、用于接收中位微波探測發(fā)射器(11-2)發(fā)出的微波束的中位微波探測接收器(14)和用于接收高位微波探測發(fā)射器(11-3)發(fā)出的微波束的高位微波探測接收器(15)，低位微波探測發(fā)射器(11-1)和低位微波探測接收器(13)構(gòu)成一組低位微波探頭，中位微波探測發(fā)射器(11-2)和中位微波探測接收器(14)構(gòu)成一組中位微波探頭，高位微波探測發(fā)射器(11-3)和高位微波探測接收器(15)構(gòu)成一組高位微波探頭，低位微波探測發(fā)射器(11-1)位于積流板(18)的傾斜面靠近井內(nèi)油管(2)的一側(cè)，流量傳感器(12)位于積流板(18)的傾斜面遠離井內(nèi)油管(2)的一側(cè)，低位微波探測發(fā)射器(11-1)伸入至測試油管(6)內(nèi)的長度小于H，中位微波探測發(fā)射器(11-2)伸入至測試油管(6)內(nèi)的長度L大于H且為高位微波探測發(fā)射器(11-3)伸入至測試油管(6)內(nèi)的長度為流量傳感器(12)、低位微波探測發(fā)射器(11-1)、中位微波探測發(fā)射器(11-2)和高位微波探測發(fā)射器(11-3)遠離油管的一端均伸入至含水率監(jiān)測儀表(16)內(nèi)與所述主控制器連接；

其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、測試油管內(nèi)流量監(jiān)測：利用測試油管(6)長度方向的正底部上安裝的伸入至測試油管(6)內(nèi)的流量傳感器(12)監(jiān)測測試油管(6)內(nèi)液體流通情況；

步驟二、判斷流量傳感器是否采集到數(shù)據(jù)：當(dāng)流量傳感器(12)采集到測試油管(6)內(nèi)有液體流通時，表明井口連接油管(4)中有液體流出且低位微波探頭、中位微波探頭和高位微波探頭中至少有一組微波探頭探測數(shù)據(jù)有效，執(zhí)行步驟三；

當(dāng)流量傳感器(12)未采集到測試油管(6)內(nèi)有液體流通時，表明井口連接油管(4)中沒有液體流出，同時低位微波探頭、中位微波探頭和高位微波探頭三組微波探頭探測數(shù)據(jù)均無效；

步驟三、獲取中位微波探頭探測的含水率值：根據(jù)公式計算測試油管(6)中位于中位微波探測發(fā)射器(11-2)和中位微波探測接收器(14)之間區(qū)域內(nèi)混合物的介電常數(shù)ε₂，其中，c為光速，s₂為中位微波探測發(fā)射器(11-2)和中位微波探測接收器(14)之間的距離，Δt₂為中位微波探測接收器(14)接收激光束的時間與中位微波探測發(fā)射器(11-2)發(fā)射激光束的時間的差值，μ為磁導(dǎo)率；

根據(jù)公式計算中位微波探頭探測的含水率值γ₂，其中，ε_y為原油的介電常數(shù)，ε_s為純水的介電常數(shù)；

步驟四、判斷中位微波探頭探測的含水率數(shù)據(jù)是否小于零：當(dāng)中位微波探頭探測的含水率值γ₂小于零時，表明測試油管(6)中只有低位微波探頭探測的數(shù)據(jù)有效，井口連接油管(4)和測試油管(6)中流通低液位液體，且此時低位微波探頭探測的含水率值其中，ε₁為低液位液體介電常數(shù)且s₁為低位微波探測發(fā)射器(11-1)和低位微波探測接收器(13)之間的距離，Δt₁為低位微波探測接收器(13)接收激光束的時間與低位微波探測發(fā)射器(11-1)發(fā)射激光束的時間的差值；

當(dāng)中位微波探頭探測的含水率值γ₂不小于零時，表明井口連接油管(4)中有液體流出且低位微波探頭、中位微波探頭和高位微波探頭中至少有兩組微波探頭探測數(shù)據(jù)有效，執(zhí)行步驟五；

步驟五、獲取高位微波探頭探測的含水率值：根據(jù)公式計算測試油管(6)中位于高位微波探測發(fā)射器(11-3)和高位微波探測接收器(15)之間區(qū)域內(nèi)混合物的介電常數(shù)ε₃，其中，s₃為高位微波探測發(fā)射器(11-3)和高位微波探測接收器(15)之間的距離，Δt₃為高位微波探測接收器(15)接收激光束的時間與高位微波探測發(fā)射器(11-3)發(fā)射激光束的時間的差值；

根據(jù)公式計算高位微波探頭探測的含水率值γ₃；

步驟六、判斷高位微波探頭探測的含水率數(shù)據(jù)是否小于零：當(dāng)高位微波探頭探測的含水率值γ₃小于零時，表明測試油管(6)中低位微波探頭和中位微波探頭探測的數(shù)據(jù)有效，井口連接油管(4)和測試油管(6)中流通中液位液體；

當(dāng)高位微波探頭探測的含水率值γ₃不小于零時，表明井口連接油管(4)中有液體流出且低位微波探頭、中位微波探頭和高位微波探頭中三組微波探頭探測數(shù)據(jù)均有效，井口連接油管(4)和測試油管(6)中流通高液位液體。