[發明專利]一種含水率測量傳感器及基于短波法的原油含水率檢測系統

有效

• 申請號: 202110037199.5
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112924475B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 魏小林;劉天宇;康健;于洋;艾信;李明江;吳利利;樊晨;田殿龍;閆娟
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G01N23/00
• 分類號: G01N23/00;G01N33/28
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 姬曉瑩

本發明提供一種含水率測量傳感器及基于短波法的原油含水率檢測系統，所述含水率測量傳感器包括探頭密封套、環形探頭、電路護管及測量電路板，探頭密封套的前端封閉，后端通過接頭體與電路護管前端連接，電路護管后端設有壓緊螺柱；探頭密封套的上端焊接有上連接管，下端焊接有下連接管，探頭密封套的軸向上開設有貫通孔，環形探頭固定于該貫通孔中，且該貫通孔與上連接管、下連接管相互連通形成過油通道。原油含水率檢測系統解決了長慶油田井口不加熱集油工藝造成的井口原油含水率裝置探頭結蠟問題。確保了油井井口原油含水率測量數據的真實性，提高了測量精度，大部分含水率數據相對誤差在±15％范圍以內。

技術領域

本發明屬于油田采油技術領域，具體涉及一種含水率測量傳感器及基于短波法的原油含水率檢測系統。

背景技術

在原油開采過程中，油、水比例是表征油田儲層的重要參數，也是制訂和調整油田開采方案以及優化生產參數的重要依據，精確地測量原油含水率對延長油氣井壽命、提高采收率有重要的意義。目前，國內外石油行業原油的生產、儲運、加工等環節的原油含水率測量方法主要有人工取樣化驗法和在線測量法兩大類。

人工取樣測量法根據油水分離手段的不同分為蒸餾法、電脫法等。電脫法雖操作簡單，但誤差較大。蒸餾法測量精度高；但存在許多缺點，代表性差。每口井的取樣量和油井產液量相比非常小，因此，取樣的代表性差。連續性差。目前人工取樣通常是對正常生產的油井4～7天取一個樣，對非正常生產的油井采取加密取樣的方式，這就造成了非連續性變化。測量操作需要取樣、稀釋、緩慢加熱等程序；分析一個樣品約耗2小時。

在線測量法根據原理不同分為電容法、密度法、γ射線法、微波法、短波法等。電容法利用水和油介電常數相差很大的原理，通過測量混合流體經過兩個同軸電極時，電路中電容值的變化得到含水率。密度法是確定含水原油的密度后，根據純水密度和純油密度，計算出原油含水率。γ射線法利用碳、氧元素對低能γ射線吸收不同，通過測量混合液中碳、氧含量計算出原油含水率。微波法基于微波在混合介質中傳播時，相位因油水比例不同發生變化，通過對相位的測量，得到原油含水率。短波法通過發射器對測量介質發射高頻電磁波，利用油和水吸收波的能量不同，通過精確測量透射電磁波的強度來判斷含水率。

人工取樣化驗法的取樣時間長，人工勞動強度大，隨機性強，誤差大，效率低，無法實現連續測量，不能夠實時反映井口原油含水率的變化趨勢；電容法受傳感器固有電容的影響,無法測量“水包油”的狀態，僅適用于中低含水階段的測量；密度法受原油含砂、含氣影響大，測量精度低，僅適于高含水測量；γ射線法存在射線輻射，且設備價格昂貴、維護困難；微波法的測量原理屬于對管內兩相流點線式的采樣，不能全面反映混合兩相流的情況，現場工況條件下精度無法滿足要求。短波法相比以上幾種方法，具有測量范圍寬，測量精度高，維護方便的優點，但存在探頭長時間與原油接觸易結蠟的問題。

發明內容

基于現有技術中存在的問題，本發明的目的一是提供一種含水率測量傳感器，該傳感器具有采樣精度高、測量范圍寬、測量精度高、穩定性好等優點。

本發明的第二目的在于提供一種基于短波法的原油含水率檢測系統，該檢測系統包括擦除器和上述含水率測量傳感器，解決了油田井口含水率探頭易粘油、結垢、結蠟問題，保證了探頭表面的清潔，提高了含水測量的穩定性精度。

旨在準確及時的檢測從油井中采出的油氣水流體中含水率的同時，提高檢測精度和準確度，并適用于0％-100％范圍內含水率的油井。

本發明是通過以下技術方案來實現的：

一種含水率測量傳感器，該含水率測量傳感器包括探頭密封套、環形探頭、電路護管，及設置于電路護管內的測量電路板，所述環形探頭與測量電路板電連接；

所述探頭密封套的前端封閉，探頭密封套的后端通過接頭體與電路護管的前端連接，電路護管的后端設有壓緊螺柱，所述測量電路板上連接有電氣線纜，壓緊螺柱上開設有線纜穿出口，電氣線纜通過該線纜穿出口與外接電纜連接；