用于高含水两相流的同轴电容含率测量初探

【摘要】： 原油含水率是石油化工行业一个重要的参数。该参数的测量对于石油的开采、脱水和集输等具有重要的意义。由于油水两相流流动体系极为复杂,致使分相含率测量难度较大,至今没有满足油田需要的精确的含水率测量仪器。因此,原油含水率的实时准确测量成为油田需要亟待解决的问题。 油水的介电特性差异比较大,油的相对介电常数2.3左右,而水的相对介电常数80左右。不同含水率的油水混合物介电常数不同。本文选取测量介电特性的电容法测量原油含水率。 本文主要工作如下: 1、针对高含水两相流含水率的测量,提出了基于虚实部解调的含水率测量方法,以期更准确的提取介电信息,分析其与含水率的关系。 2、优化设计了同轴电容传感器,设计时充分考虑边缘效应、空间滤波效应、油水的相滑移、压力损失等多方面因素。运用电路知识对传感器中油水的阻抗进行分析,分析了不同频率下矿化度对测量值的影响,为测量选取合适的激励频率。 3、基于模块化思想,设计了虚实部解调测量系统。优化了解调板模块,编写上位机程序与原有模块构成整套测量系统。通过实验验证了测量系统的可靠性和准确性。 4、进行了可行性实验研究,初步验证了阻抗虚部受矿化度的影响较小,为进一步的研究奠定了基础。 最后,针对当前研究和测量系统存在的不足,提出了一些建议。