专利名称：一种热采井干度测量装置及方法
技术领域：
本发明涉及井下干度的测量技术，特别是一种热采井干度测量装置及方法。
技术背景
热采井动态监测中干度的测量就是输送到采集层的热量的一种重要因素，干度在认识分析注汽效果、提高注汽井产量方面有很重要的意义。干度测量有助于提高注蒸汽油藏工程设计水平，优质实施配产配注方案，及时掌握注采过程中油藏动态变化，保证蒸汽吞吐及汽驱取得成功具有重要意义。
在热采井测量中干度虽然很重要，但却没有有效的直接测量的方法。目前的常用的干度测量方法有两种，其一是通过测量的得出的温度压力再加上其他估计的数值进行理论推算得出的。在这种推算当中，温度、压力是通过井下仪器测量得到，干度推算中应用到的蒸汽通过隔热套管的隔热系数是无法具体测量的一个参数，只能通过人为估计；水泥环的厚度也是估算值； 另外干度的推算还和地面环境温度、风力等都有关系，诸多不确定因素及人为参与使干度的测量的准确性大大降低，从而无法指导生产实践。
其二是通过井筒内取样，进行分析化验，不仅误差大，而且只是一个点，无法测量平均干度。发明内容
本发明的目的是提供一种测量精度高，能及时掌握注采过程中油藏动态变化的一种热采井干度测量装置及方法。
本发明的目的是这样实现的，一种热采井干度测量装置，其特征是至少包括本体，源连接体、源屏蔽套、源筒焊接头、下密封锥、护堵锥分别固定在本体内，沿本体的轴线前后分布；放射源组件中装有放射源Y射线，放射源组件在源屏蔽套内，源屏蔽套屏蔽侧面吸收Y射线，放射源组件沿源屏蔽套的一个开口辐射，轴向开口保证放射性沿轴向发射；沿轴向方向固定有采用窗，采样窗厚度与被测介质的厚度相同，采用窗另一端为源连接体，Y放射源发射的Y放射线通过采样窗时，采样窗的蒸汽吸收Y放射线，经衰减后进入源连接体，由伽玛射线组合探头接收，Y射线的强度即被伽玛射线监测探头测量，最后通过电路处理完成数据采集、传输。
所述的放射源组件通过源筒焊接头固定在本体上，源筒焊接头的后端分别有下密封锥、护堵锥，护堵锥套接在本体的后端。
一种热采井干度测量装置的方法，其方法是放射源组件沿本体轴线发出的Y 放射线强度是I = I0S'^1)强度力的Y放射线穿过厚度为χ cm的采用窗，在采用窗后伽玛射线监测探头接收到的强度是力这里A称为υ射线的吸收系数与被测物成份有关，P是蒸汽密度，χ为采用窗的厚度；可见Y射线通过采用窗时呈指数减弱；它不象带电粒子那样有固定的射程， 吸收系数//是三种效应共同作用的结果，它与Y射线所穿过蒸汽的原子序数Z和Y射线能量有关，上式可进行推导得到下式 P= ￡n(4 //)/(./χΤ)2)可见在固定介质，Y射线的吸收系数A确定，固定物质层厚度1确定，)的条件下，物质密度和跟Y射线穿过该物质后的强度有对应关系。根据公式2)可知被测物质的密度即同被测的Y射线强度成对应关系。
本发明的特点是它通过软件计算即得到介质的密度，从而达到测量目的。
下面结合实施例附图对本发明作进一步说明 图1是本发明实施例结构示意图。
图中1、源连接体，2、源屏蔽套，3、源筒焊接头，4、下密封锥，5、护堵锥，6、采用窗， 7、放射源组件；8、伽玛射线监测探头；9、本体。
具体实施方式
仪器放射性密度测量法中如附1所示，放射源组件7中装有放射源Y射线(Y射线的强度即为4)，放射源组件7在源屏蔽套2内，源屏蔽套2屏蔽侧面吸收γ射线，放射源组件7沿源屏蔽套2的一个开口辐射，轴向开口保证放射性沿轴向发射；沿轴向方向固定有采用窗6，采样窗6厚度与被测介质(蒸汽)的厚度相同，采用窗6另一端为源连接体， Y射线的吸收系数#在条件不变的情况下为一个确定值，Y放射源发射的放射线(其强度为I)通过采样窗6时，采样窗6的蒸汽吸收γ放射线，经衰减后进入源连接体1，由伽玛射线组合探头接收，Y射线的强度即被测量，最后通过电路处理完成数据采集、传输。放射源发射的射线通过不同密度的蒸汽的衰减后到达伽玛射线监测探头8，蒸汽密度越大，则达到监测探讨的射线越少，通过伽玛射线监测探头的测量强度来得到蒸汽干度。
放射源组件7通过源筒焊接头3固定在本体9上，源筒焊接头3的后端分别有下密封锥4、护堵锥5，护堵锥5套接在本体9的后端。源连接体1、源屏蔽套2、源筒焊接头3、 下密封锥4、护堵锥5分别固定在本体9内，沿本体9的轴线前后分布。
所谓干度，是指每千克湿蒸汽中含有干蒸汽的质量百分数，注入蒸汽的干度不同则蒸汽的密度也不一样，通过放射性密度测量方法，实现对蒸汽平均密度的测量来达到对干度测量。
Y射线光子与物质的互相作用有三种方式，即光电效应、康普顿散射和电子偶效应。通过这三种作用，Y射线被物质吸收。将其能量转化为次级电子(光电子、康普顿电子、 电子偶)的能量，这些次级电子在物质中运动，其效果同带电粒子的作用一样，产生激发和电离作用，从而导致物质的受激发光和电离，而射线本身则由于上述效应而被物质吸收，强度随吸收层的厚度逐渐减弱。
放射源组件7沿本体9轴线发出的Y放射线强度是I=I0e-upx
强度为I0的Y放射线穿过厚度为χ cm的采用窗6，在采用窗6后伽玛射线监测探头8接收到的强度是力这里//称为Y射线的吸收系数与被测物成份有关，口是蒸汽密度，X 为采用窗6的厚度。可见γ射线通过采用窗6时呈指数减弱。它不象带电粒子那样有固定的射程，吸收系数//是三种效应共同作用的结果，它与Y射线所穿过蒸汽的原子序数Z 和Y射线能量有关，上式可进行推导得到下式 ρ=Lη(I0/I)/(μX)2)可见在固定介质(Y射线的吸收系数〃确定)，固定采用窗6厚度，物质密度和跟γ射线穿过该物质后的强度有对应关系。根据公式2)可知被测物质的密度即同被测的γ射线强度成对应关系。
在实际测试中，仪器选定了放射源后，其放射性强度\即为固定常数，仪器通过测试不同密度介质对Y放射衰减后的强度，即可得到一组数据如下表(一)所示
权利要求
1.一种热采井干度测量装置，其特征是至少包括本体，源连接体、源屏蔽套、源筒焊接头、下密封锥、护堵锥分别固定在本体内，沿本体的轴线前后分布；放射源组件中装有放射源Y射线，放射源组件在源屏蔽套内，源屏蔽套屏蔽侧面吸收Y射线，放射源组件沿源屏蔽套的一个开口辐射，轴向开口保证放射性沿轴向发射；沿轴向方向固定有采用窗，采样窗厚度与被测介质的厚度相同，采用窗另一端为源连接体，Y放射源发射的Y放射线通过采样窗时，采样窗的蒸汽吸收Y放射线，经衰减后进入源连接体，由伽玛射线组合探头接收，Y射线的强度即被伽玛射线监测探头测量，最后通过电路处理完成数据采集、传输。
2.根据权利要求1所述的一种热采井干度测量装置，其特征是所述的放射源组件通过源筒焊接头固定在本体上，源筒焊接头的后端分别有下密封锥、护堵锥，护堵锥套接在本体的后端。
3.一种热采井干度测量装置的方法，其方法是放射源组件沿本体轴线发出的Y放射线强度是I = Ioe-^x1)强度为4的Y放射线穿过厚度为χ cm的采用窗，在采用窗后伽玛射线监测探头接收到的强度是力这里A称为Y射线的吸收系数与被测物成份有关，P是蒸汽密度，X为采用窗的厚度；可见Y射线通过采用窗时呈指数减弱；它不象带电粒子那样有固定的射程， 吸收系数//是三种效应共同作用的结果，它与Y射线所穿过蒸汽的原子序数Z和γ射线能量有关，上式可进行推导得到下式ρ = Ln(!0 / PjI(JiK)2 )可见在固定介质，Y射线的吸收系数确定，固定物质层厚度，I确定，)的条件下，物质密度和跟Y射线穿过该物质后的强度有对应关系；根据公式2)可知被测物质的密度即同被测的 射线强度成对应关系。
全文摘要
本发明涉及井下干度的测量技术，特别是一种热采井干度测量装置及方法，其特征是至少包括本体，源连接体、源屏蔽套、源筒焊接头、下密封锥、护堵锥分别固定在本体内，沿本体的轴线前后分布；放射源组件中装有放射源γ射线，放射源组件在源屏蔽套内，源屏蔽套屏蔽侧面吸收γ射线，放射源组件沿源屏蔽套的一个开口辐射，轴向开口保证放射性沿轴向发射；沿轴向方向固定有采用窗，采样窗厚度与被测介质的厚度相同，采用窗另一端为源连接体，γ放射源发射的γ放射线通过采样窗时，采样窗的蒸汽吸收γ放射线，经衰减后进入源连接体，由伽玛射线组合探头接收。它测量精度高，能及时掌握注采过程中油藏动态变化的。
文档编号G01N9/36GK102519835SQ20111040437
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月8日 优先权日2011年12月8日
发明者宫继刚, 江松元, 汪小军, 王春宁, 王桂宇, 赖晓虎 申请人:陕西华晨石油科技有限公司