纵向多极全井眼持水率测量电导传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种纵向多极全井眼持水率测量电导传感器，用于油井井下流体持水率测量，由传感器支架以及内置于其中的N(N=2M+1，M为决定激励电极个数的正整数)个不锈钢电极环组成。其中，传感器支架采用绝缘有机玻璃管制成，且在其内壁上加工N(N=2M+1，M为决定激励电极个数的正整数)个有间距的凹形环槽，在每个凹形环槽内均镶嵌上不锈钢环状电极，即(N-1)个激励电极E(j)(j为非零整数且|j|≤M)，一个激励/测量电极E(0)/M(0)。本实用新型的目的在于解决采用过环空集流点测测井方式的传感器在对井下流体进行持水率测量时无法实现随深度连续测量，且高流量时测量结果会受集流器集流效果制约等问题。该传感器具有测量时不受集流器可靠性制约、不破坏油井内流体的自然状态、可同时实现点测和连续测量等优点。该传感器在油井套管内壁处具有一定的灵敏度，可以针对油井射孔出油进行测量。
【专利说明】纵向多极全井眼持水率测量电导传感器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种测试传感器，尤其是涉及一种用于油井井下流体持水率测量的纵向多极全井眼持水率测量电导传感器。
【背景技术】
[0002]油井产液持水率的测量工作对油田的动态监测有着重要意义。电导式持水率测量法具有结构简单、成本低廉、响应速度快等优点，且非常适用于在水为连续相条件下工作。由于目前国内油田多以机采井为主，现有的持水率测量电导传感器多数采用过环空集流点测的测井方式，该方式能够使油水两相充分混合，并减少油水之间滑脱效应和空间分布不均匀对测量的影响。
[0003]但是集流型仪器在实际应用中无法实现随深度连续测量，且集流测量方式会破坏油井内部流体的自然状态，降低了对井下流体评价的客观性；当高流量时持水率测量结果会受集流器集流效果的制约，如果集流器密封不严，将严重影响传感器的测量精度。另外，由于采用集流点测的测井方式，因此每改变一次测点，都必须进行一次集流器的打开和收起操作，此时集流器在各测点工作的一致性不易保证，使各测点间测量结果的可比性降低；而且集流器的多次反复打开和收起操作降低了仪器使用的可靠性，使测井成功率降低。
[0004]为了解决集流型传感器在油井持水率测量中存在的问题，刘兴斌提出一种连续测量的全井眼阻抗式传感器，由于该传感器的敏感区间仅集中在激励/测量电极附近的小部分区域内，在套管内壁处的电流密度几乎为零，所以该传感器不能针对油井射孔出油进行测量。
【发明内容】
[0005]为了解决采用过环 空集流点测测井方式的传感器在对井下流体进行持水率测量时存在的一系列问题，本实用新型提供一种纵向多极全井眼持水率测量电导传感器，该传感器具有测量时不受集流器可靠性制约、不破坏油井内流体的自然状态、可同时实现点测和连续测量等优点，并且可以针对油井射孔出油进行测量。
[0006]本实用新型的技术方案是：该种用于井下流体持水率测量的纵向多极全井眼持水率测量电导传感器，由传感器支架以及内置于其中的N(N=2M+1，M为决定激励电极个数的正整数）个不锈钢电极环组成。其中，传感器支架采用绝缘有机玻璃管制成，且在其内壁上加工N(N=2M+1，M为决定激励电极个数的正整数）个有间距的凹形环槽，在每个凹形环槽内均镶嵌上不锈钢环状电极，即（N-I)个激励电极E(j) (j为非零整数且|j| M)，一个激励/测量电极E(O)/M(O)。为保证测量精度，应使传感器支架内壁上凹形环槽的高度为2. Imm~4. Imm,电极环的内半径R1为24mm~32mm,每对激励电极间距De为IOmm~18mm,电极EO/MO与激励电极E (I)、E (-1)的间距Dm为20mm~30mm,电极宽度S为2. Omm~4. 0mm。为了可以针对油井射孔出油进行测量，应使传感器的电极个数N为7~13，且传感器采用偶激励模式。[0007]本传感器的有益效果是：本纵向多极全井眼持水率测量电导传感器是由按一定距离排列的N个不锈钢环状电极组成，其中排列在正中间的电极为激励/测量电极（Ε0/Μ0)，其它的为激励电极。根据电极Ε0/Μ0的状态，可将传感器分为偶激励和奇激励两种工作模式。在偶激励模式下，Ε0/Μ0作为测量电极，工作于测量状态。激励电流通过电极E(j)施加到被测区域，建立敏感电流场。在水为连续相条件下，测量电极MO将检测到油水两相浓度的随机变化，并输出幅度与流体电导率成反比的电压信号。在奇激励模式下，Ε0/Μ0既作为激励电极，又作为测量电极，工作于激励/测量状态。此时，电极EO和E(j)上共同施加激励电流，以在井眼区域建立敏感电流场，测量电极MO将输出随离散油相颗粒尺寸分布和空间分布随机变化的电压信号。在实际测井时，该传感器被扶正居于井筒的轴心位置，在绞车驱动下进行上测或下测，从而实现油井持水率的点测和连续测量；由于不使用集流器，测量时不会破坏油井内流体的自然状态，测量结果也不会受集流器集流效果的制约。另外，该传感器在油井套管内壁处仍具有一定的灵敏度，可以针对油井射孔出油进行测量。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图I是纵向多极全井眼持水率测量电导传感器的结构示意图；
[0009]图2是纵向多极全井眼持水率测量电导传感器结构参数图；
[0010]图3是纵向多极全井眼持水率测量电导传感器驱动电路原理图。
[0011]在图I 中，E(M)、E (2)、E(I)、E (-M)、E (-2)、E (-1)为激励电极，Ε0/Μ0 为激励 / 测量电极。
[0012]在图2中，电极环内半径R1为24mm~32mm,每对激励电极间距De为IOmm~18mm,电极Ε0/Μ0与激励电极E(l)、E(-l)的间距Dm为20mm~30mm，电极宽度S为2. Omm~
4.Omm0`
[0013]在图3中，信号调理电路由放大电路、检波电路和滤波电路三部分构成。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
[0015]图I是本实用新型的结构示意图，该种用于井下流体持水率测量的纵向多极全井眼持水率测量电导传感器，由传感器支架以及内置于其中的N(N=2M+1，M为决定激励电极个数的正整数）个不锈钢电极环组成。其中，传感器支架采用绝缘有机玻璃管制成，且在其内壁上加工N个有间距的凹形环槽，每个凹形环槽里均镶嵌上环状电极，即（N-I)个激励电极E(j)(j为非零整数且j SM)，一个激励/测量电极E(O)/M(O)。为保证测量精度，应使得传感器支架内壁上凹形环槽的高度范围在2. Imm~4. Imm之间，电极环的宽度范围在
2.Omm~4. Omm之间，电极环的内半径为24mm~32mm,测量电极间距为20mm~30mm,激励电极间距为IOmm~18mm。
[0016]图2是本实用新型的结构参数图，该种用于井下流体持水率测量的纵向多极全井眼持水率测量电导传感器，为保证测量精度，每对激励电极间距De为10 mm~18mm，电极Ε0/Μ0与激励电极E(I)、E(-l)的间距Dni为20mm~30mm，电极宽度S为2. Omm~4. 0mm。为了可以针对油井射孔出油进行测量，应使传感器的电极个数N为7~13，且传感器采用偶激励模式。[0017]图3是本实用新型的驱动电路原理图， 在正弦波振荡器和压控恒流源构成的交流激励电流源作用下，电导传感器测量电极表面的输出电压将随井眼内流体电导率的变化而发生波动，经信号调理电路和压频转换电路后，由功率驱动电路将油水电导波动信息传输至地面上位机进行处理。其中，信号调理电路由放大电路、检波电路和滤波电路三部分构成。
【权利要求】
1.一种纵向多极全井眼持水率测量电导传感器，其特征在于：在传感器支架内壁上加工N个有间距的凹形环槽，其中N=2M+1，M为正整数；在每个凹形环槽内镶嵌上环状电极，其中电极E(j)为激励电极，j为非零整数且|j| ^ Μ, EO/MO为激励/测量电极。
2.按照权利要求1所述的纵向多极全井眼持水率测量电导传感器，其特征在于：传感器具有两种工作模式，一种是偶激励模式，一种是奇激励模式。
3.按照权利要求2所述的纵向多极全井眼持水率测量电导传感器，其特征在于：在偶激励模式下，EO/MO作为测量电极，工作于测量状态；在奇激励模式下，EO/MO既作为激励电极，又作为测量电极，工作于激励/测量状态。
4.按照权利要求1所述的纵向多极全井眼持水率测量电导传感器，其特征在于：传感器支架内壁上凹形环槽的高度为2. Imm~4. Imm,电极环的内半径R1为24mm~32mm。
5.按照权利要求1所述的纵向多极全井眼持水率测量电导传感器，其特征在于：每对激励电极间距De为IOmm~18mm，电极Ε0/Μ0与激励电极E(I)、E(_1)的间距Dm为20mm~30mm,电极宽度S为2. Omm~4. Omm ;优选的传感器电极个数N为7~13,且传感器采用偶激励模式。
6.按照权利要求1所述的纵向多极全井眼持水率测量电导传感器，其特征在于：传感器支架材料为绝缘有机 玻璃，电极环的材料为不锈钢。
【文档编号】E21B47/00GK203374266SQ201320294984
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年5月28日 优先权日:2013年5月28日
【发明者】李英伟, 孔令富, 刘兴斌, 胡金海, 于莉娜, 赵浩亮, 杜胜雪, 孔维航, 许京涛 申请人:燕山大学