[发明专利]原油中含气率和含水率的双能γ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γ射线测量方法，系利用放射源产生的γ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：它包括产生二种能量的γ射线二种γ射线放射源，一套或二套探测器构成探测器分系统，以及一个总控和数据处理分系统；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；总控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；专用软件通过算法求解含水率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双能γ射线测量方法，其特征在于：在油水气三相状态下，所述专用软件采用如下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(N0(EH)N(x,EH))---(10)]]>

(ω1(μ1(EL)ρ1-μ2(EL)ρ2)+ω3(μ3(EL)ρ3-μ2(EL)ρ2)+μ2(EL)ρ2)·(xρ)=ln(N0(EL)N(x,EL))---(11)]]>

方程中：E_H、E_L分别代表γ放射源发出的高能γ射线和低能γ射线所对应的能量；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γ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γ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、γ射线能量条件下，测试系统所测量的计数；μ₁、μ₂、μ₃可以通过预先测量指数衰减曲线求得，也可通过查核数据手册得到。