6.Имерение влагосодержания в скважине. Скважинные влагомеры.

По конструкции влагомеры бывают пакерные и беспакерные, большегабаритные и малогабаритные.

Пакер должен: Направлять через измеряемый канал прибора поток водонефтяной смеси. Обеспечивать скорость движения водонефтяного потока

Беспакерные влагомеры могут работать только при наличии след условий: Когда частицы воды и нефти равномерно распределены между собой по всему сечению трубы.Отсутствует относ скорость компонентов( воды и нефти)

Для нормальной работы влагомера необходимо чтобы в измеряемой полости датчика находилась гидрофобная смесь. Такое возможно:1.При обводненности продукции не более 60-70%. 2.При наличии достаточной скорости потока 3.При отсутствии в полости датчика неподвижной жидкости.

На показание влагомеров большое влияние оказывает: 1.Состав и свойства нефти. 2.Свойства воды и содержание в ней солей. 3.Структурное состояние водонефтяной смеси. 4.Изменение давления и температуры по стволу сквжины.

Для определения процентного содержания воды в водонефтяной смеси используют диэлектрическую проницаемость.

Чувствительным элементом является проточный конденсатор, между обкладками которого при движении прибора по скважине протекает исследуемый флюид. Поскольку диэлектрическая проницаемость воды (ε = 81) гораздо больше, чем нефти (ε = 2) и газа (ε =1), то емкость конденсатора растет с ростом содержания воды в продукции скважины.

Емкость любого конденсатора определяется его геометрией и средой находящейся между обкладками:С=E*S/d

Емкость цилиндрического конденсатора выражается формулой:С=L/2Ln(R/r),где L-длина электрода в конденсаторе; R и r внешний и внутренний диаметры электродов.

Для цилиндрического электрода, покрытого слоем диэлектрика. будем иметь систему из 2-ух последовательно соединенных конденсаторов. Известно что для последовательно соединенных конденсаторов общая емкость будет С=(С₁+С₂)/( С₁*С₂), отсюда

С=2(Е_пот*Ln(r₃/r₂)+Е_ср*Ln(r₂/r₁))/(L* Е_пот* Е_ср)

Первичными преобразователями скважинных влагомеров являются высокочастотные генераторы. Измеряемый конденсаторов включается в колебательный контур автогенератора состоящего из катушки индуктивности и 2-ух послед соединенных конденсаторов.

Колебательный контур автогенератора.

Частота контура выражается соотношением ..Таким образом с изменением диэлектрической проницаемости среды находящейся между электродами частота автогенератора будет изменяться.

Функционально-структурная схема скважинного влагомера

Поток водонефятной смеси Х₀ с помощью пакера 1 направляется через измерительный канал в котором устанавливается емкостной датчик 2 с влагомером. В зависимости от изменения процентного содержания воды в потоке жидкости проходящей через измерительный канал, изменяется емкость датчика. Изменение емкости в автогенераторе 3 преобразуется в измерение частоты. Частота измерительного генератора в смесителе 4 смешивается с опорной частотой генератора Z_e(f₁-f₂)=Δf. Разностная частота передается по каротаж кабелю 5 на поверхность и далее на регистратор 6.