Способ определения компонентного состава продукта нефтяных скважин Советский патент 1988 года по МПК G01N22/00 

4

со vl

ел

Изобретение относится к нефтяной и газовой промьшшенности, в частности к способам определения содержания нефти, воды и солей в продукте нефтя ных скважин.

Цель изобретения - расширение iфункциональных возможностей путем ;определения содержания солей в продукте нефтяных скважин до 100 г/л.

На фиг. 1 изображены кривые зависимости модуля коэффициента отражения |г| от содержания нефти ) и солей С (б)J на фиг. 2 - кривые за- висимости величины поглощения элект ромагнитной волны от содержания нефти W(a) и солей С в воде (б); на фиг. 3 - кривые зависимостей составляющих диэлектрической проницаемос- ;ти - i продукта нефтяных скважин ат содержания нефти W и солей С (а), кривые зависимости поглощения об 1 от длины волны и содержания солей С в воде (б), кривые зависимости модуля коэффициента отра жения I г I от длины волны и и содержания солей С в поде (Ь); на фиг. 4 - структурная схема устройства для осу ществления способа определения компонентного состава продукта нефтяньпс скважин.

Устройство содержит генератор СВЧ 1, первый 1 и второй 2 аттенюаторы, первый 4 и второй 5 вентили, первьп 6 и второй 7 направленные от- ветвители, первую, вторую и третью детекторные секции 8-10, измерительную ячейку, представляющую собой трубу 11 из радиопрозрачного диэлектрика, узел 12 ввода-вывода волн СВЧ, узел 13 вывода волн СВЧ, отрезок трубопровода 14 с окнами 15 и 16 с первого по четвертый блоки 17-20 деления, первый 21 и второй 22 блоки вычитания, блок 23 извлечения корня квадратного, блок 24 возведения в квадрат, блок 25 получения десят1гчно- го логарифма, блок 26 умножения, первый 27 и второй 28 блоки функционального преобразования, первый, BTOрой и третий блоки 29-31 индшсации.

Электромагнитная волна, дпина которой -лелшт в интервале 1,25-3,19 см, от генератора СВЧ 1 через аттенюатор 2, вентиль 4, основные каналы направленных ответвителей 6 и 7 и уз.ел 12 направляется в измерительную ячейку. Стенка измерительной ячейки вьшолнб- иа полуволновой и из радиопрозрачного материала, например стеклопластика. JIosTONry мощности отраженной и прошедшей через .измерительную ячейку волн зависят только от свойств среды находящейся между окнами 15 и 16 в отрезке трубопровода 14.

Волна, прошедшая через исследуемую среду, поступает через узел 13 и вентиль 5 на вторую детекторную секцию 10. После детектирования сигнал, пропорциональный мощности прошедшей через исследуемую среду волны (Р, ), поступает на второй вход блока 19. .

Отраженная от исследуемой среды волна, поступает через узел 12 и ответвляющий канал направленного ответ вителя 7 на детекторную секцию 9, После детектирования сигнал, пропорциональный мощности отраженной от исследуемой среды волны (Р) поступает на второй вход блока деления 17

От генератора СВЧ 1 через аттенюатор 2, вентиль 4, ответвляющий канал направленного ответвителя 6, аттенюатор 3 и после детектирования первой детекторной секцией 8 на первые вхо- ды блоков 17-19 деления поступает / сигнал, пропорциональны мощности падающей волны (РО).

На выходе блока 17 имеем сигнал,

пропорциональный квадрату модуля коэффициента отражения Г. Выход блока 17 соединен с в.ходом блока 23 и пер- вым .входом блока 21. На выходе блока 23-1п-1еем сигнал, пропорциональный модулю коэффициента отражения |г(. Выход блока 23 соединен с входом блока

27.Блок 27 реализует зависимость 1г| - f(W,), ,на его выходе получаем сигнал, пропорциональньш содержанию нефти W(. Этот сигнал подается на вход блока 29 индикации содержания нефти W|, и первые входы блоков 22 и

28.На второй вход блока 22 подается сигнал, равный единице, с выхода блока 18. На выходе блока 22 получаем сигнал, пропорциональный содержанию воды Wg. Этот выход соединен с входом блока 30 индикации содержания воды Wg.

Оба входа блока 18 соединены между собой, и на них подается сигнал, пропорциональный мощности падающей волнь PJ, . На выходе блока 18 получаем сигнал, пропорциональный единице. Этот сигнал подается на вторые входы блоков 21 и 22.

- 1

На первый вход блока 21 с выхода блока 17 деления подается сигнал, пропорциональный квадрату модуля коэффициента отражения Г. На выходе блока 21 имеем сигнал, пропорциональный разности 1 - П. Выход блока 21 соединен с входом блока 24. На выходе блока 24 возведения в квад рат получаем сигнал, пропорциональный квадрату разности (1 - rj). Выход блока 24 подключен к первому вхо ду блока 20 деления. На выходе блока 19 получаем сигнал, пропорциональный величине Р /Р . Этот сигнал поступает на второй вход блока 20 де ления. На выходе блока 20 получаем сигнал, пропорциональньй отношению Т / (1 - . Этот сигнал поступает на вход блока 25, на выходе которого получаем сигнал, пропорциональный

величине Ig

Т,

(1 - Гр

Выход блока

25 подсоединен к входу блока 26, на выходе которого имеем сигнал, пропор циональный поглощению oil -11,5 - Г2)2 , Этот сигнал поступает на второй вход блока 28, первый вход которого соединен с выходом блока 27, Блок 28 реализует се рию зависимостей р{,1 CfCW, С) . По зависимости (cil)j (С , W const), соответствующей найденному значению содержания нефти W, блок , 28 выдает сигнал, пропорциональный содержанию солей С в пластовой воде,| который поступает на блок 31 индикации содержания солей С.

Так как на длине волны 3,19см модуль Коэффициента отражения 1 г зависит от содержания нефти в воде Wy и практически не зависит от содержания солей в воде (фиг.1) для содержания солей до 100 г/л, то по значениям 1г( можно определять содержание нефти W|. При этом поскольку для солей, содержащихся в пластовых водах, различие диэлектрических свойств растворов этих солей невелико, то проводят исследования по их общей ми- 1нерализации, взяв за основу преобладающий электролит, а в природных во- дах это обычно NaCl. Этим и объясняется ссьшка на данные, приведенные на фиг. 1.

Поскольку на 3,19 см поглоще- |ние oil зависит как от так и от

37751 ,

содержания солей С в пластовой воде (фиг.2), то, зная W и оС 1, можно определить содержание солей С в плас- - „ ТОБОЙ воде.

Из данных, приведенных на фиг. За для различных значений составляющих диэлектрической проницаемости нефти к и ЕН следует, что влияние

10 сорта нефти на результаты определения содержания нефти и солей в пластовой воде незначительно.

Из данных, приведенных на фиг.3б,в для различных значений длины волны

15 Л и содержания солей в воде, следует, что treзависимость г| от содержания солей распространяется на более высокие значения содержания солей при более-коротких длинах волн. Однако при

20 этом более высокие значения коэффициентов затухания с, приводят к необходимости использования измеритель- ньгх ячеек с меньшими толщинами 1 контролируемого потока, что снижает

25 достоверность и надежность получаемых результатов измерения.

Использование 3-сантиметрового диапазона длин волн позволяет применять предлагаемый способ для плас30 товых вод с содержанием солей до

100 г/л.

35

-формула изобретения

Способ определения компонентного состава продукта нефтяных скважин, заключающийся в облучении продукта

нефтяных скванап1 электромагнитной волной, определении мощности падающей

40 электромагнитной волны, о т л и - ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможнос- , тей путем определения содержания солей в продукте нефтяных скважин до

45 100 г/л, длину электромагнитной волны выбирают .в интервале 1,25 v 3,19 см, измеряют мощности отраженной и прошедшей электромагнитных ,волн, - определяют модуль коэффициента

50 отражения и величину поглощения, оп- ределяют содержание воды и нефти по зависимости, связь вающей модуль коэффициента отражения и содержание нефти и воды, определяют содержание со-

55 лей по зависимости, связьшающей величину поглощения и содержания нефти и Солей.

О.ВО

г

Изобретение относится к способам определения содержания нефти, воды и солей в продукте нефтяных скважин. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем определения содержания солей в продукте нефтяных скважин до 100 г/л. Сущность данного способа состоит во взаимодействии электромагнитной волны длиной 3,19 см с потоком продукции скважины. Далее осуществляется регистрация сигналов, пропорциональных мощностям отраженной от потока и прошедшей через поток волны. Затем определяется содержа1ше нефти в потоке по значению поглощения и найденному значению содержания неф-§ ти в потоке. Дана ил. примера вьшол- нен ия устр-ва, реализующего данный способ. 4 Ш1. (Л с

0.75

а

д,68б,д5

f/O

50

6 W

o.f a

8,, дБ

30

i.ff f.,ef

.

20

Г

0.

« « 1

К

H

0,i 0,2 0,S

Фаг. 5 a

.

8,686dC. 5

1

Ю 20 50 60 90 Фиа. 36

0.80

2 5 5 Т 10 14 25 0 60 80

Фие.ЗВ

K.25iyi

Л 3,/

С,Ф

К-52см

.. П2

- 2

ih{7

76 П.

f4

10

сригЛ