一种油井含水率测量装置及测量方法与流程

1.本发明属于油田测试技术领域，涉及一种油井含水率测量装置，还涉及上述一种油井含水率测量装置的测量方法。


背景技术：

2.油井的含水率是油田开发中必要的生产参数和技术指标。在油田上有大量油井是采用井口放置储油罐，用车辆拉运采出液，日产仅几百公斤，且上液时含水变化较大，测试含水率完全依靠人工取样，采用蒸馏法、电脱法等物理或化学方法实现油水分离后计算原油含水率，存在取样取不准、化验程序繁琐、工作效率低下等各种问题；由此导致油井含水率数据完全失真，给油田开发中措施调整决策带来极大的不便；而且油井无人值守、自动化管理等工作更加无法推进；同时受投入产出比限制，目前没有相关技术能够满足自动测试、数据可靠、价格适宜等全方位要求的推广条件。


技术实现要素：

3.本发明的第一目的是提供一种油井含水率测量装置，具有取样结果误差小、含水率测量结果准确的特点。
4.本发明的第二目的是提供一种油井含水率测量装置的测量方法。
5.本发明所采用的技术方案是，一种油井含水率测量装置，包括存储筒，存储筒能输入和排放井口储油罐内的原油，存储筒的内底面设置有超声波探头b，存储筒的顶部配设有顶盖，顶盖的内顶面设置有超声波探头a，超声波探头b与超声波探头a均连接有上位机。
6.本发明的特点还在于：
7.存储筒包括内筒和外筒，内筒的外侧壁上设置有加热层，外筒与加热层之间填充有绝缘密封胶。
8.加热层为硅橡胶加热片，硅橡胶加热片连接上位机。
9.内筒的内底面设置有温度探测器，温度探测器连接上位，温度探测器、超声波探头b、超声波探头a、硅橡胶加热片与上位机之间的连接线均位于绝缘密封胶内。
10.存储筒侧壁上开有进液槽，进液槽横向贯穿存储筒侧壁，进液槽纵向为从存储筒的开口处至存储筒的底部，进液槽的任一侧壁上配设有密封气囊，密封气囊连接有进排气管，进排气管连接有气泵，气泵连接上位机。
11.一种油井含水率测量装置的测量方法，具体按照以下步骤实施：
12.步骤1、将存储筒盖上顶盖后安装在井口储油罐内，存储筒的高度方向与井口储油罐的高度方向一致，井口储油罐中的原油通过存储筒侧壁上的进液槽进入存储筒内；
13.步骤2、上位机控制超声波探头a测量存储筒的液面高度，当存储筒的液面高度不低于20cm时，上位机控制气泵给密封气囊充气，当气囊打开完全封闭进液缝后停止充气；
14.步骤3、上位机控制加热层加热，当加温时间达到1～1.5小时，并且温度探测器检测的温度高于80℃时，通过超声波探头b测量超声波探头b顶端至油水界面的距离h2，超声
波探头b的高度为h2，通过超声波探头a分别测量超声波探头b顶端与存储筒底部之间的距离h、测量超声波探头b顶端与油面的距离h1；
15.步骤4、根据步骤3得到的超声波探头b顶端至油水界面的距离h2、超声波探头b的高度为h2、超声波探头b顶端与存储筒底部之间的距离h、测量超声波探头b顶端与油面的距离h1计算原油的含水率：
16.罐内液面高度＝h
‑
h1
17.油水界面高度＝h2+h2
[0018][0019]
本发明的有益效果是：本发明一种油井含水率测量装置，具有取样结果误差小、含水率测量结果准确、设备运行安全可靠、投资少的特点，为实现油井现场无人值守及油井自动化管理完善提供硬件基础，结构简单、成本低廉；本发明一种油井含水率测量装置的测量方法，测量结果准确，提高了工作效率。
附图说明
[0020]
图1是本发明一种油井含水率测量装置中存储筒的结构示意图；
[0021]
图2是本发明一种油井含水率测量装置中顶盖仰视图；
[0022]
图3是本发明一种油井含水率测量装置中存储筒的俯视图；
[0023]
图4是本发明一种油井含水率测量装置的原理图；
[0024]
图5是本发明一种油井含水率测量装置中进排气管示意图；
[0025]
图6是本发明一种油井含水率测量装置中长6原油乳化水含量与含水率的关系示意图；
[0026]
图7是本发明一种油井含水率测量装置中中长2原油乳化水含量与含水率的关系示意图。
[0027]
图中，1.存储筒，2.加热层，3.密封气囊，4.进排气管，5.超声波探头a， 6.顶盖，7.超声波探头b，8.温度探测器。
具体实施方式
[0028]
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
[0029]
本发明一种油井含水率测量装置，其特征在于，包括存储筒1，存储筒 1能输入和排放井口储油罐内的原油，存储筒1的内底面设置有超声波探头 b7，存储筒1的顶部配设有顶盖6，如图2所示，顶盖6的内顶面设置有超声波探头a5，超声波探头b7与超声波探头a5均连接有上位机。如图3所示，存储筒1侧壁上开有进液槽，进液槽横向贯穿存储筒1侧壁，进液槽纵向为从存储筒1的开口处至存储筒1的底部，进液槽的任一侧壁上配设有密封气囊3，密封气囊3连接有进排气管4，进排气管4连接有气泵，气泵连接上位机。存储筒1包括内筒和外筒，内筒的外侧壁上设置有加热层2，外筒与加热层2之间填充有绝缘密封胶。加热层2为硅橡胶加热片，硅橡胶加热片连接上位机。内筒的内底面设置有温度探测器8，温度探测器8连接上位，温度探测器8、超声波探头b7、超声波探头a5、硅橡胶加热片与上位机之间的连接线均位于绝缘密封胶内。
[0030]
本发明一种油井含水率测量装置的测量方法，具体按照以下步骤实施：
[0031]
步骤1、将存储筒1盖上顶盖6后安装在井口储油罐内，存储筒1的高度方向与井口储油罐的高度方向一致，井口储油罐中的原油通过存储筒1侧壁上的进液槽进入存储筒1内；
[0032]
步骤2、上位机控制超声波探头a5测量存储筒1的液面高度，当存储筒 1的液面高度不低于20cm时，上位机控制气泵给密封气囊3充气，当气囊打开完全封闭进液缝后停止充气；
[0033]
步骤3、上位机控制加热层2加热，当加温时间达到1～1.5小时，并且温度探测器8检测的温度高于80℃时，通过超声波探头b7测量超声波探头b7顶端至油水界面的距离h2，超声波探头b7的高度为h2，通过超声波探头a5分别测量超声波探头b7顶端与存储筒1底部之间的距离h、测量超声波探头b7顶端与油面的距离h1；
[0034]
步骤4、根据步骤3得到的超声波探头b7顶端至油水界面的距离h2、超声波探头b7的高度为h2、超声波探头b7顶端与存储筒1底部之间的距离h、测量超声波探头b7顶端与油面的距离h1计算原油的含水率：
[0035]
罐内液面高度＝h
‑
h1
[0036]
油水界面高度＝h2+h2
[0037][0038]
本发明一种油井含水率测量装置，如图4所示，图4中的测试终端为存储筒1和顶盖6，服务器为上位机，工作人员可通过上位机对存储筒1的各项数据进行监测和控制，从而增加工作效率。
[0039]
本发明一种油井含水率测量装置，如图5所示，图5中，a代表气泵的抽气口，b代表空气，d代表密封气囊3，c代表气泵的排气口，充气时，通过上位机打开气泵的抽气口与空气之间的电磁阀、气泵的排气口与密封气囊 3之间的电磁阀，关闭气泵的抽气口与密封气囊3之间的电磁阀、气泵的排气口与空气之间的电磁阀，此时气泵抽取空气输入到密封气囊3中为密封气囊3充气，排气时，通过上位机打开气泵的排气口与空气之间的电磁阀、气泵的抽气口与密封气囊3之间的电磁阀，关闭气泵的抽气口与空气之间的电磁阀、气泵的排气口与密封气囊3之间的电磁阀，此时，气泵抽取密封气囊 3中的气体输出到空气中，完成排气。密封气囊和进液槽同样长度，为长条形耐油材质。当需要测量含水率时，启动气泵给密封气囊充气，气囊打开，使进液口完全关闭；测量完成后，启动气泵抽空气囊，进液槽趟开。
[0040]
本发明一种油井含水率测量装置，在油井井口储油罐内进行纵向全程断面取样，取样结果准确；对所取的油样进行加温至80℃以上，乳化水含量低于1.5％，再测量油水界面的高度，可得出该井的原油综合含水率。
[0041]
原油加热后其中还有部分乳化水，图6和图7是两个油田的油样加温后乳化水含量变化曲线，可以看出当油样加热至80℃以上，乳化水含量低于 1.5％，且不再随温度的升高而明显下降，该数值在同一油田的油样中、同一温度是一个常数a；因此确定对油样的加热温度达到80℃以上即可进行测量；对测量结果加a修正后可认定为该井的最终含水率。
[0042]
本发明一种油井含水率测量装置，采用硅橡胶加热片，加热方式为硅橡胶加热片紧贴在不锈钢内筒的外壁上，使热量能快速传递到样品上，加热片上安装温控仪，保证加热
片工作温度不高于85℃；隔爆用的绝缘密封胶还具有导热功能，当内筒温度过高时，绝缘密封胶的导热功能能把热量传递到外筒，保证内筒温度不会过高，起到二次保护作用。硅橡胶加热片主要是由合金电热丝和硅橡胶高温绝缘布组成,它发热快、温度均匀、热效率高、韧性好，耐压，耐磨擦，其使用方便、安全、防水；绝缘材料最高耐温250℃，最高使用温度200℃，能完全满足使用条件；为进一步保障安全，硅橡胶加热片粘贴在内筒外壁后，在内外筒之间灌入绝缘密封胶，防止绝缘布老化后漏电；温度探测器8采用tp100探头，超声波探头a5的型号为 hm
‑
ul1.5m41a，超声波探头b7的型号为hm
‑
ul03m41a；
[0043]
本发明一种油井含水率测量装置，存储筒1侧壁上开有进液槽，储油罐内的产出液会同比例进入内筒，保证筒内油样和储油罐内产出液完全一致。
[0044]
本发明一种油井含水率测量装置，具有取样结果误差小、含水率测量结果准确、设备运行安全可靠、投资少的特点，为实现油井现场无人值守及油井自动化管理完善提供硬件基础，结构简单、成本低廉；本发明一种油井含水率测量装置的测量方法，测量结果准确，提高了工作效率。