基于同轴传输线电磁波检测油水介质介电常数的理论分析

余厚全，魏勇，汤天知，刘国权

（1.长江大学电子信息学院，湖北荆州434023；2.中国石油集团测井有限公司，陕西西安710077）

基于同轴传输线电磁波检测油水介质介电常数的理论分析

余厚全1，魏勇1，汤天知2，刘国权2

（1.长江大学电子信息学院，湖北荆州434023；2.中国石油集团测井有限公司，陕西西安710077）

通过测量含水原油介电常数间接测量原油含水率是一种常用的方法。分析传输线上电磁波的传播特性，推导在混合波工作模式下传输线终端电磁波幅度和相位与介电常数的关系，通过数值模拟说明基于电磁波幅度特性检测介电常数方法的不可行性；基于电磁波相位特性检测介电常数的可行性。选择合适的传输线负载，即便在混合波模式下，也可以通过检测电磁波在传输线上的相移而获取传输线内流体介质的介电常数。

生产测井；持水率；电磁波；同轴线；相位特性；介电常数

0 引 言

原油含水率是油田开发中的一个重要的决策数据。通过测量含水原油介电常数间接测量原油含水率是一种常用的方法［1］。文献［2－3］给出了一种基于同轴线电磁波特性测量介电常数的方法，认为电磁波在传输线上发生的相移与行波相移因子β成线性关系。这是一种当负载阻抗与传输线的特性阻抗匹配时传输线仅有单向行波时的特殊情况。由于流经同轴线内外导体间油水介质的介电常数会随着油水的比例变化而变化，其特性阻抗也会改变，故当负载一定时，传输线通常工作在混合波模式，除非传输线终端负载与特性阻抗自适应匹配。……