本发明专利技术公开了一种井口液量、含水率在线检测装置及方法，其中，包括以下步骤：步骤1：建立热式流量计方程，将在线检测装置实时检测得到的混合流体内液体的含水率引入热式流量计进行液体的流量计算；步骤2：建立含水率修正方程，根据液体的流量计算结果对含水率进行修正，通过二分法进行迭代计算，从而得到误差范围内的测量值，本发明专利技术通过将液量、含水率进行融合测量，能够大大增加检测精度，使油田生产井采出液量的三相流测量结果更为精确，并且和传统的射线方法测含水率相比，无任何放射物质污染，使检测过程安全环保。使检测过程安全环保。使检测过程安全环保。
【技术实现步骤摘要】
一种井口液量、含水率在线检测装置及方法
[0001]本专利技术属于检测
，具体涉及一种井口液量、含水率在线检测装置及方法。
技术介绍
[0002]目前，在世界上的所有油田的采油井中，产油率和产油量是油田生产最重要的基本数据，我国绝大多数油田采用二次三次驱油作业，二次采油是采用水驱技术，三次采油是采用三元复合驱技术。
[0003]我国大庆油田、吉林油田、塔里木油田、胜利油田等大型油田由于油田老化多采用类似的技术进行深度采油。
[0004]二次三次驱油作业条件下，采出物是一种三相流(由气相、水相、油相组成)，气相中可能的组分是H2S、CO2和低碳数烃类等；水相中包含驱油化学品；油相指粗原油。各个油田为了实时监测油井的采出水量，需要精确地掌握油井的产油量，则必须定期测定油井产出液的含水量。
[0005]油井的单井计量是油田开发动态分析取资料的必要手段，由于常规的油井计量周期比较短，多年来油田大多采用多井式计量站来完成。
[0006]目前国内外油田油井计量通常采用的方法有五种：(1)水平高架罐量油；(2)玻璃管量油； (3)翻斗量油；(4)液面恢复法；(5)功图法。
[0007]但是现有的油井计量方法存在以下的问题：1、含水率方面：在现有技术中，三相流从地下转移到地面后，由于温度压力的变化，形态发生变化，油水气快速分离，气体从体相中溢出，水相下沉，油相上浮，水相中以水包油的形式含不确定的油，油相中以油包水的形式含不确定的水，水包油形式的含油量和油包水的含水率均是动态变化的，导致测量原油产率非常困难。油田由于没有简单可靠的测试油水比率的方法,使得油田数据化工作难以进展，特别是采出液中高含气高含水的工况测量难度更大。
[0008]而且现有的一些专利技术以及产品，为了保证测量的可靠性，必须确保含水率传感器表面的清洁，需要通过自吸泵还有四个电磁阀才能实现自清洁和测量，结构繁琐，体积庞大；有一些产品，驱动机构在外部，通过来回往复运动来达到清洗传感器表面的目的，密封性非常难以维持。
[0009]特别是一些含气率高的井，因为含气率的影响未知，标定含水率传感器需要很长的时间，而且准确性很难保证。
[0010]2、液量方面：现有技术中，水平高架罐量油法和玻璃管流量计及翻斗量油计量法，由于计量方法比较原始，工人劳动强度大，准确度低，可靠性差，尤其是超稠油油井产量的计量，速度非常慢，含气不易排出，需要沉降4小时以上，无法实现实时在线计量；还有些方法利用容积法原理来测量，因为有气体混在采出液中，导致液量数据不准确。最近几年，国内还有一些油田采用液面恢复法和功图法计量，由于这两种计量方法需要大量的油井生产数据，难以做
到计算机自动识别功图，并且需要一些经验参数，具有较大的人为因素，造成计量误差大，使用效果不理想。这些都给油井自动化技术推广带来巨大瓶颈。
[0011]而且现有的一些专利技术以及产品，采用容积法和一些液位传感器，要求气液要彻底分离，而且要保证液位传感器表面的清洁，还有分离器内部的清洁，都在实际运作过程中挑战很大。
技术实现思路
[0012]本专利技术的目的在于提供一种井口液量、含水率在线检测装置及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0013]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种井口液量、含水在线检测方法，其中，包括以下步骤：步骤1：建立热式流量计方程，将在线检测装置实时检测得到的混合流体内液体的含水率引入热式流量计进行液体的流量计算；步骤2：建立含水率修正方程，根据液体的流量计算结果对含水率进行修正，通过二分法进行迭代计算，从而得到误差范围内的测量值；所述热式流量计方程为：、，其中：为质量流量；为动力粘度；为管道内截面积；为探头等效直径；为探头消耗的电功率增量；为探头相对于流体的温升；为探头等效面积；为基于检定的经验常数；为流体的热导率；为普朗特数；为油水混合物的定压比热容。
[0014]优选的，所述油水混合物的定压比热容计算公式为：
，其中：为油水混合物实际的质量含水率；为相同温度下油相的比热容；为相同温度下水的比热容。
[0015]优选的，所述动力粘度计算公式为：、、，其中：为油水混合物的摩尔体积；为油的摩尔体积；为水的摩尔体积；为相同温度、压力下油水混合物中油的摩尔分数；为相同温度、压力下油水混合物中水的摩尔分数；为相同温度、压力下油相的动力粘度；为相同温度、压力下水相的动力粘度；为油水混合物实际的质量含水率；为相同温度、压力下油的摩尔质量；为相同温度、压力下水的摩尔质量；为方程参数。
[0016]优选的，所述流体的热导率计算公式为：、，其中：
为Boltzmann常数；为Avogadro常数；为油水混合物分子量；为相同温度、压力下油水混合物中油的摩尔分数；为相同温度、压力下油水混合物中水的摩尔分数；为相同温度、压力下油的摩尔质量；为相同温度、压力下水的摩尔质量。
[0017]优选的，所述含水率修正方程为：、，其中：为时间段dt内所测含水率的平均值；为时间段dt内的测量次数；为时间段dt内第次测得的含水率；为时间段dt内所测质量流量的平均值；为时间段dt内第次测得的质量流量。
[0018]本专利技术的另一个目的是提供一种井口液量、含水在线检测装置，包括井口采油树，其中：所述井口采油树出产的混合流体进入在线检测装置，且所述在线检测装置能够对混合流体内液体的含水率、温度及流量进行实时检测；控制器将混合流体内液体的含水率、温度及流量参数通过无线通信模块传送给远程终端，所述远程终端能够通过接收到的实时参数得到误差范围内混合流体的含水率与液量，且所述远程终端能够对含水率与液量进行显示。
[0019]优选的，所述在线检测装置包括入口管道，且所述井口采油树出产的混合流体通过入口管道进入测量腔室；所述测量腔室能够对混合流体进行气液分离，经过测量腔室分离后的气液两相能够通过出口管道流出。
[0020]优选的，所述测量腔室上设有含水测量仪，且所述含水测量仪能够对混合流体内液体的含水率及温度进行实时检测；所述测量腔室上设有热式流量计，且所述热式流量计能够对混合流体内液体的流量进行检测。
[0021]优选的，所述测量腔室内部设有隔板，所述混合流体内气体能够从隔板上部设置的流通口流出，且所述混合流体内液体能够从隔板下部设置的流通口流出。
[0022]优选的，所述混合流体为原油、水及气的混合物。
[0023]本专利技术的技术效果和优点，该井口液量、含水率在线检测装置及方法：1、通过将液量、含水率进行融合测量，能够大大增加检测精度，使油田生产井采出液量的三相流测量结果更为精确，并且和传统的射线方法测含水率相比，无任何放射物质污染，使检测过程安全环保；2、通过在线检测装置的设置，能够以小型化、低成本的方式实现液量与含水率的综合测量，能够大大降低成本，并且线检测装置的结构简单无需在管道内部设置任何活动部件，使设备的可靠性、耐久性高；3、采用全数字化系统控制，自动化程度高，可实现实时在线测量，可以实本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种井口液量、含水率在线检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：建立热式流量计方程，将在线检测装置(2)实时检测得到的混合流体内液体的含水率引入热式流量计(15)进行液体的流量计算；步骤2：建立含水率修正方程，根据液体的流量计算结果对含水率进行修正，通过二分法进行迭代计算，从而得到误差范围内的测量值；所述热式流量计方程为：、，其中：为质量流量；为动力粘度；为管道内截面积；为探头等效直径；为探头消耗的电功率增量；为探头相对于流体的温升；为探头等效面积；为基于检定的经验常数；为流体的热导率；为普朗特数；为油水混合物的定压比热容。2.根据权利要求1所述的一种井口液量、含水率在线检测方法，其特征在于，所述油水混合物的定压比热容计算公式为：，其中：为油水混合物实际的质量含水率；为相同温度下油相的比热容；为相同温度下水的比热容。3.根据权利要求1所述的一种井口液量、含水率在线检测方法，其特征在于，所述动力粘度计算公式为：
、、，其中：为油水混合物的摩尔体积；为油的摩尔体积；为水的摩尔体积；为相同温度、压力下油水混合物中油的摩尔分数；为相同温度、压力下油水混合物中水的摩尔分数；为相同温度、压力下油相的动力粘度；为相同温度、压力下水相的动力粘度；为油水混合物实际的质量含水率；为相同温度、压力下油的摩尔质量；为相同温度、压力下水的摩尔质量；为方程参数。4.根据权利要求1所述的一种井口液量、含水率在线检测方法，其特征在于，所述流体的热导率计算公式为：、，其中：为Boltzmann常数；为Avogadro常数；为油水混合物分子量；为相同温度、压力下油水混合物中油的摩尔分数；为相同温度、压力下油水混合物中水的摩尔分数；为相同温度、压力下油的摩尔质量；为相同温度、压力下水的摩尔质量。5.根据权利要求1所述的一种井口...
【专利技术属性】
技术研发人员：石亚权，孙志林，黄明全，尹修福，
申请(专利权)人：南京瑞路通达信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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