[发明专利]高含水原油含水率的太赫兹检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及石油检测领域，具体涉及一种高含水原油含水率的太赫兹检测装置，其主要功能进行高含水油气井的持率测量，是一种高灵敏度、宽频带、实时在线的井下持水率测量系统。

背景技术

井下流体的持率测量是石油开发测井的一项重要任务，通过对不同层段产出液的含水率进行测量能够得到这些层段的产液能力的具体信息，这些信息能够为油田开发方案的调整和提高采收率提供决策依据。油气的生成、运移和聚集与地下水的运动形式有着密切的关系。底水油气藏是油气藏的一种重要类型，特别是当油田进入中后期开发阶段后，采出原油的含水率会增高，有的油田含水率甚至高达百分之九十。而现在普遍使用的电容持水率计在含水率超过50％时将失去油水分辨能力，显然无法满足高含水原油的持率测量。因此，高含水油气井的持率测量成为各个油田井下测量中急需解决的难点问题。

发明内容

本发明提供一种高含水原油含水率的太赫兹检测装置，以解决高含水油气井的持率测量无法满足的问题。

为此，本发明提出一种高含水原油含水率的太赫兹检测装置，所述高含水原油含水率的太赫兹检测装置包括：

飞秒激光器，发出激光；

太赫兹产生器，接受飞秒激光器发出的激光，并发出太赫兹波；

用于容纳高含水原油的双层薄膜，通过第一镜片组的透射和/或反射接受所述太赫兹产生器发出的太赫兹波；所述太赫兹波垂直入射所述双层薄膜，所述太赫兹波垂直入射所述双层薄膜后产生透射信号；

太赫兹接收器，探测接收所述透射信号；

太赫兹分析装置，采集、处理和显示所述透射信号。

进一步地，所述高含水原油含水率的太赫兹检测装置还包括：锁相放大器，所述锁相放大器设置在所述太赫兹接收器与太赫兹分析装置之间。

进一步地，所述太赫兹分析装置为电脑，所述太赫兹分析装置将所述透射信号的强度进行刻度或标记或对比，并转换成原油含水率的信息。

进一步地，所述第一镜片组包括：设置在所述太赫兹产生器下游的第一透镜、和设置在所述第一透镜下游的第一反射镜，所述太赫兹波经过所述第一透镜的聚焦由第一反射镜反射后照射在装有油水混合物的双层薄膜上。

进一步地，所述高含水原油含水率的太赫兹检测装置还包括：第二镜片组，所述第二镜片组设置在所述锁相放大器与所述双层薄膜之间，所述第二镜片组包括：设置在所述双层薄膜下游的第二透镜、和设置在所述第二透镜下游的第二反射镜。

进一步地，所述高含水原油含水率的太赫兹检测装置还包括：第三反射镜，所述第三反射镜设置在所述飞秒激光器与所述太赫兹产生器之间。

进一步地，所述太赫兹产生器发出的太赫兹波的频带范围为0.1-10THz。

进一步地，所述双层薄膜设置在可移动的薄膜支架上，所述飞秒激光器发出中心波长为800nm，脉冲持续时间为100飞秒(或fs)，重复频率为80MHz的激光。

进一步地，所述双层薄膜包括两层平行的且透明聚乙烯材料组成的薄膜，所述高含水原油均匀的分布在两层薄膜之间，并形成具有相同厚度的油膜层。

进一步地，太赫兹分析装置在线分析处理和实时显示所述高含水原油含水率。

飞秒激光器发出的激光脉冲打在太赫兹产生器上产生稳定的太赫兹脉冲，太赫兹脉冲照射在装有高含水原油的双层薄膜上，双层薄膜的组成材料本身对太赫兹波的吸收很小，可忽略不计。太赫兹接收器与入射到薄膜上的太赫兹脉冲的光斑正对，用来完全接收透过高含水原油的太赫兹波，太赫兹分析装置，采集、处理和显示所述透射信号形成太赫兹光谱。高含水原油的太赫兹光谱幅值与含水率之间存在对应关系，根据刻度或对应关系，便可由其太赫兹光谱计算得到含水率值，实现高含水原油持水率的精确测量。

本发明能够快速得到井下不同层段中流动剖面的含水率信息，为油田调整开发方案和实施增产措施提供决策依据。

附图说明

图1为根据本发明实施例的高含水原油含水率的太赫兹测量装置整体结构示意图；

图2为根据本发明实施例的高含水原油在双层薄膜中的展开结构；

图3是附图2中不同位置上各点的太赫兹光谱曲线。

附图标号说明：

10、飞秒激光器  20、第三反射镜  30、太赫兹产生器  40、第一透镜  50、第一反射镜  60、双层薄膜  70、第二透镜  80、第二反射镜90、太赫兹接收器  92、锁相放大器  91、太赫兹分析装置