[发明专利]原油中含气率和含水率的双能χ射线测量方法

权利要求书

1.一种原油中含气率和含水率的双能χ射线测量方法，系利用χ光机产生的χ射线与物质作用原理，在油田生产中，油水气三相介质并存的条件下，测量输油管道中含水率和含气率指标，其特征在于：该测量方法依托于主要由三个大分系统组成的测量设备(1)和一套专用软件，即：二种能量χ射线的产生分系统，一个或二套探测器构成的探测器分系统，以及一个总控和数据处理分系统组成；其它装置还包括准直器；所述的探测器分系统包括探测器、前置放大器或光电倍增管、信号成形、放大、采样保持、AD转换等单元；总的控制和数据处理分系统包括数据的传输、同步、显示、控制和报警等部分；所述的专用软件中采用了特殊的算法来求解含水率ω₁和含气率ω₃；ω₁表示水所占的重量百分比即含水率，ω₃表示天然气所占的重量百分比即含气率，ω₂表示油所占的重量百分比ω₂＝1-ω₁-ω₃。

2.根据权利要求1所述的原油中含气率和含水率的双能χ射线测量方法，其特征在于：在油水气三相状态下，该软件采用了如下的两个方程来求解含水率ω₁和含气率ω₃，

(ω1(μ1(EH*)ρ1-μ2(EH*)ρ2)+ω3(μ3(EH*)ρ3-μ2(EH*)ρ2)+μ2(EH*)ρ2)·(xρ)]]>

=ln(kHN0(EH*)N(x,EH*)-kHcHN0(EH*))---(13)]]>

(ω1(μ1(EL*)ρ1-μ2(EL*)ρ2)+ω3(μ3(EL*)ρ3-μ2(EL*)ρ2)+μ2(EL*)ρ2)·(xρ)]]>

=ln(kLN0(EL*)N(x,EL*)-kLcLN0(EL*))---(14)]]>

上述方程中：E_H^*、E_L^*分别代表χ光机的高能和低能χ射线所对应的等效能量；ρ代表油管中油水气三相状态下的实际密度，ρ₁代表实际油管里所对应的温度、压力等条件下纯水的密度，ρ₂代表实际油管里所对应的温度、压力等条件下纯原油的密度，ρ₃代表实际油管里所对应的温度、压力等条件下纯天然气的密度；μ₁、μ₂、μ₃分别代表纯水、纯原油、纯天然气在对应的等效射线能量下的线性衰减系数；x代表油管里，测试系统测量空间的线性厚度；N₀(E^*)代表在对应的等效射线能量条件下，油管里没有任何物质存在时，测试系统所测量的计数；N₀(x，E^*)代表在对应的测量厚度、等效射线能量条件下，测试系统所测量的计数；k、c分别为修正系数，同μ₁、μ₂、μ₃一起，可以通过预先测量指数衰减曲线求得。