声学法测量湿蒸汽干度可行性研究

韩 建 何学兰 黄 颖

(东北石油大学电子科学学院，黑龙江 大庆 163318)

稠油具有粘度高、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参数，同时也是合理利用蒸汽资源的重要参考依据，及时掌握油井蒸汽湿度情况，可为原油有效开采提供有力保障[1,2]。在现有的蒸汽干度技术测量中，传统方法耗时长且准确性不高，光学方法等高精度测量都是在实验室中进行的，并不能在井下实现，并且造价昂贵。目前的蒸汽干度测量方法还不能满足在线测量的需要，所以需要寻找一种快速、准确且测量成本较低的方法来测量蒸汽干度[3,4]。笔者针对目前常用湿蒸汽干度测量方法存在的问题，从机理上分析了一种新的湿蒸汽干度测量方法——声学法，并对其可行性进行了分析。

1 声学法测量湿度的机理①

声波在气/液两相流混合物中的传播速度明显小于在纯液体或纯气体中的传播速度，并且气/液两相流中相应含量不同，会引起声速的变化。根据这一原理，可以利用超声波检测蒸汽的干度或者湿度。超声波测量蒸汽干度的方法通过工艺改造，可以放入井下进行测量，并实现在线数据存储或测量，具有实时性和准确性，测量原理如图1所示。

图1 声学法的测量原理

在注汽井中，利用工艺手段，将测量装置制成筒状腔体，让待测湿蒸汽充满腔体。利用时间差的方法可以测量腔体内L长度的声速C=L/t(C为测得的超声波声速，t为超声波从发射端到接收端的响应时间)，同时测量腔体内的温度T(℃)和压力p(MPa)。……