[发明专利]一种基于热扩散原理的注蒸汽井干度测井装置及方法

说明书

本发明涉及油田开发过程中生产测井领域所用的测井仪器及方法，尤其是一种基于热扩散原理的注蒸汽井干度测井装置及方法。所述装置包括电路筒、集流伞驱动装置、集流伞、测量传感器筒、传感器；电路筒连接集流伞驱动装置，集流伞驱动装置控制集流伞的扩张和回收；集流伞下端连接传感器测量筒，传感器测量筒安装有传感器；集流伞驱动装置下端设有进汽口，传感器测量筒的下端设有出汽口。本发明装置采用的是集流测量方式，汽液两相流在流过测量传感器时满足均相流动模型，减少了复杂多变流型对干度测量的影响，由于集流后提高了流过测量传感器的流体流速，从而实现稠油注蒸汽油井井下蒸汽干度的准确测量。

技术领域

本发明涉及油田开发过程中生产测井领域所用的测井仪器及方法，尤其是一种基于热扩散原理的注蒸汽井干度测井装置及方法。

背景技术

对于稠油热采注蒸汽吞吐采油的油井，需要测量自井口到井下注汽层位之上井筒中沿程不同深度处的蒸汽干度，以评价注汽效果是否达到开发方案设计要求。油井注蒸汽管柱中注入的蒸汽大多为饱和湿蒸汽，是液态水和汽态共存的汽液两相流，蒸汽干度易受环境温度、压力以及复杂流型等因素的影响而不能直接测定，其准确测量始终为一国际难题。

中国专利申请CN107389749A公开了一种井下蒸汽干度测量装置，所述装置包括：蒸汽水分离单元；所述蒸汽水分离单元包括圆柱形腔室、以及位于圆柱形腔室内且同轴设置的圆柱形测量室；所述圆柱形腔室在所述圆柱形测量室外形成分离环空；水电极电容传感器探头；所述水电极电容传感器探头包括圆柱形金属芯、以及在所述圆柱形金属芯外侧的绝缘层；所述圆柱形测量室在所述水电极电容传感器探头外形成测量环空；所述分离环空的上端连通所述测量环空的上端；所述分离环空的下端连通所述测量环空的下端；所述水电极电容传感器探头能与所述测量环空内的流体形成一等效电容传感器；用于测量所述等效电容传感器电容的电容仪。本发明提供的井下蒸汽干度测量装置能够实现干度的在线实时测量。

中国实用新型专利CN205484157U公开了一种蒸汽干度流量测量装置，包括主管路、温度传感器一、流量计、均相器、采样器、阻力元件、回流管路、流量调节阀、采样流量测量模块、温度传感器二、绝热垫片一、加热模块、绝热垫片二、温度传感器三、功率调节模块、PLC、保温层；该装置采用热力学原理实现对管道内湿热蒸汽的干度流量的测量。

中国专利申请CN105588919A公开了一种注热蒸汽干度测试装置及其干度值计算方法，该装置包括冷凝器，注汽管道连接在冷凝器汽入口，冷凝器汽出口连接排汽管道，冷凝器冷水进口连接有冷却水进口管道，冷凝器热水出口连接有冷却水出口管道，管道上分别流量调节阀、流量计、温度计、压力计等。通过测试冷凝器的进出口管路上的各物性参数值，分析计算得到进口注热蒸汽的干度值。

在已经公开的国内外专利中，蒸汽干度的测量方法主要有电容法、热学法、中子密度法、放射性示踪法、声学法、以及微波法等；根据申请者对国内主要稠油开发油田的调研，油田现场目前用于稠油注蒸汽油井井下蒸汽干度测量的方法主要是采用井下取样地面化验的方法，该方法的测井效率和成功率低、干度测量精度低；目前尚无满足现场测井应用需求的蒸汽干度测井仪器及方法。

发明内容

为了解决稠油注蒸汽油井井下蒸汽干度沿程在线测量问题，本发明提供一种基于热扩散原理的注蒸汽井干度测井仪器及方法。本发明装置采用的是集流测量方式，汽液两相流在流过测量传感器时满足均相流动模型，减少了复杂多变流型对干度测量的影响，由于集流后提高了流过测量传感器的流体流速，从而实现稠油注蒸汽油井井下蒸汽干度的准确测量。

本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种基于热扩散原理的注蒸汽井干度测井装置，其包括电路筒、集流伞驱动装置、集流伞、测量传感器筒、传感器；电路筒连接集流伞驱动装置，集流伞驱动装置控制集流伞的扩张和回收；集流伞下端连接传感器测量筒，传感器测量筒安装有传感器；集流伞驱动装置下端设有进汽口，传感器测量筒的下端设有出汽口。