一种反射率测量装置及基于该装置的干度在线测量方法
【专利摘要】本发明涉及一种反射率测量装置及基于该装置的干度在线测量方法，包括入射光路、出射光路以及光学探头，入射光路包括依次连接的电源、光源、第一耦合器以及第一传导光纤，出射光路包括依次连接的第二传导光纤、第二耦合器、探测器以及信号处理电路，光学探头的一端与待测的汽液两相流接触，第一传导光纤的输出端以及第二传导光纤的输入端均与光学探头的另一端连接，光学探头为光学反射率探头。本发明用于解决注蒸汽式井下干度在线测量的技术问题，能够实时掌握油井蒸汽注入的干度情况。
【专利说明】一种反射率测量装置及基于该装置的干度在线测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是稠油开采注蒸汽式油井干度在线测量，具体涉及的一种反射率测量装置及基于该装置的干度在线测量的方法。
【背景技术】
[0002]稠油具有黏度高、分布不均的特点，通常开采的方法是向油井中注入高温、高压蒸汽，待石油呈流状后再加以开采，蒸汽注入过程中其干度的变化值是判断油层分布的重要资料，同时也是合理利用蒸汽资源的重要参考依据。
[0003]稠油注蒸汽热力开采工艺技术是目前国内外主要的稠油开采手段，是用直流锅炉向井下注入湿饱和蒸汽加热油层降低稠油粘度达到开采目的。我国蒸汽热力开采稠油工艺的研究与应用，为我国石油工业的发展和国家能源供给提供了重要的技术支撑，稠油注蒸汽热力开采工艺井下热动态监测至关重要，它是了解热注效果，认识油层，掌握油层热含的关键技术，通过井下监测可准确判断汽窜和注汽井的热损失情况。新的生产工艺要有配套技术支持，目前现有的热采测试工艺和测试技术适应不了水平井的热采测试需要。蒸汽干度作为稠油开采安全运行中的一个重要参数，也是影响稠油热采效果的一个重要指标。而现阶段蒸汽干度控制基本上处于常规控制阶段，因此蒸汽干度控制受人为因素影响较大，不仅稠油开采安全运行受到威胁而且影响稠油热采的效果，为此，对于稠油开采注入蒸汽干度进行自动控制的研究势在必行，所以干度计算的算法是稠油注蒸汽热力开采工艺井下开采的重要监测点。
[0004]针对稠油水平井注汽生产工艺，本发明提供一种用于实现油井蒸汽干度测量方法。
[0005]饱和水蒸汽的反射率也是计算油井蒸汽干度的一个重要的参数，本发明同时也提供了一种反射率测量装置。`

【发明内容】

[0006]本发明的目的是提供一种蒸汽干度测量算法，它用于解决注蒸汽式井下干度在线测量问题，实时掌握油井蒸汽注入的干度情况。
[0007]本发明的技术解决方案:
[0008]一种反射率测量装置，其特殊之处在于:包括入射光路、出射光路以及光学探头，所述入射光路包括依次连接的电源、光源、第一耦合器以及第一传导光纤，所述出射光路包括依次连接的第二传导光纤、第二耦合器、探测器以及信号处理电路，所述光学探头的一端与待测的汽液两相流接触，所述第一传导光纤的输出端以及第二传导光纤的输入端均与光学探头的另一端连接，所述光学探头为光学反射率探头。
[0009]上述第一耦合器和第二耦合器均为透镜。
[0010]基于反射率测量装置的干度在线测量方法，其特殊之处在于:包括以下步骤:
[0011]I】测量饱和水蒸汽的反射率:[0012]1.1】装配上述的反射率测量装置，并使得光学探头与待测水蒸汽界面接触；
[0013]1.2】打开电源，探测器接收到饱和水蒸汽界面的反射能量，经过信号处理电路处理得到饱和水蒸汽的反射率R ；
[0014]2】利用压力传感器测的饱和蒸汽的压强P ;
[0015]3】根据测出饱和蒸汽的压强P，利用IAPWS-1F97国际标准查找对应温度T，以及对应的水的密度P w和蒸汽的密度P v，水的折射率nv和蒸汽的折射率nw ；
[0016]4】利用如下公式计算当前压强P和温度T下的饱和水蒸汽的干度:
【权利要求】
1.一种反射率测量装置，其特征在于:包括入射光路、出射光路以及光学探头，所述入射光路包括依次连接的电源、光源、第一耦合器以及第一传导光纤，所述出射光路包括依次连接的第二传导光纤、第二耦合器、探测器以及信号处理电路，所述光学探头的一端与待测的汽液两相流接触，所述第一传导光纤的输出端以及第二传导光纤的输入端均与光学探头的另一端连接，所述光学探头为光学反射率探头。
2.根据权利要求1所述的反射率测量装置，其特征在于:所述第一耦合器和第二耦合器均为透镜。
3.基于反射率测量装置的干度在线测量方法，其特征在于:包括以下步骤: . I】测量饱和水蒸汽的反射率: . 1.1】装配权利要求1所述的反射率测量装置，并使得光学探头与待测水蒸汽界面接触； .1.2】打开电源，探测器接收到饱和水蒸汽界面的反射能量，经过信号处理电路处理得到饱和水蒸汽的反射率R ； .2】利用压力传感器测的饱和蒸汽的压强P ； . 3】根据测出饱和蒸汽的压强P，利用IAPWS-1F97国际标准查找对应温度T，以及对应的水的密度P w和蒸汽的密度P v，水的折射率nv和蒸汽的折射率nw ； .4】利用如下公式计算当前压强P和温度T下的饱和水蒸汽的干度:
【文档编号】G01N21/47GK103616349SQ201310614286
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年11月25日 优先权日:2013年11月25日
【发明者】赵卫, 张文松, 朱香平, 代丽辉 申请人:中国科学院西安光学精密机械研究所