油井含水在线测量技术的研究进展
摘要系统地介绍了当前油井含水率线检测方法分析了油井含水率测量影响因素综述了其研究进展。
了提高油井含水率测量准确性和稳定性总结了近年出现基多传感器融合技术含水率检测方法即应用偏二乘法（ L）、神络、多维回归分析、支持向量机等方法构建数据驱动模型。
研究表明结合传统检测方法和多传感器信息融合原油含水率线测量技术将是油井含水率测量主要发展方向。
关键词油井;含水测试方法;数据融合;进展图分类3献标识码编67 99（09）0 0099 0引言油井是油田开发重要基生产单元。
油井含水率线准确计量对确定油井出水、出油层位、估计原油产量、预测油井开发寿命、油井产量质量控制、油井状态检测、数化油田建设等具有重要义。
目前原油含水率检测有X射线、射线、α射线、超声波、微波、电容、射频等各种不测量原理和方法但是由现场环境复杂以及井口油气水多相流复杂性这些测量方法受流体温、流态、原油物性、传感器特性等多种因素影响能够运用到油井原油含水率测量仪器还是不多性价比、全程测量、安全环保、稳定性、测量精等方面存着诸多问题目前很多油田油井含水仍然采用人工现场逐井录取方法耗耗力。
油井含水线检测基方法目前比较成熟油井含水率线测量仪原理都是基油水混合物物性机理特性包括密法射线衰减法、电磁波法（微波、短波）、近红外光谱吸收法、电容法、射频法等。
密法利用油水密差异特性先通实验给出油和水密值再通压力传感器测试原油差压并计算原油密计算原油含水率。
张贵林通对简单相对误差分析高含水阶段油密变化造成误差故密法适用高含水率测量。
密法测含水存“气增油”、“砂吃油”、“垢减油”等现象对“气增油”可通实验标定然通软件修正减溶气给测量带误差。
射线衰减法以双能级能射线衰减基原型其原理是基射线穿不油水比流体管道能量衰减程不。
采用射线衰减法能够测量任何油水比情况并且可以实现线实非介入式测量。
其缺主要表现放射随机性与矿化物质敏感性影响其测量精并且存放射性安全要高价格昂贵。
目前国外有众多能够应用到生产现场原油含水测量仪基射线法原油含水率测量技术成品较少国有西安斯坦公司、兰州柯庆公司生产美国公司研制生产3智能含水分析仪等。
3电磁波法（微波、短波）将电能以电磁波形式辐射到介质根据油、水对短波或微波吸收能力不测量油水含量。
利用微波进行水分测量优是操作简单测量精高测量围广可以实现线连续测量测量不易受到物质结构等影响可靠性抗干扰能力强因有着极其广阔应用前景。
生产基微波法原油含水率测量系统国外公司有挪威Rxr公司、美国r 公司日生产K00型原油含水测定仪采用高频电磁波感应式测量技术仪器检测围分辨率高00%。
国生产ZB型原油含水测量仪属高频电磁波线原油含水率测量仪测量围是0～ 99%;采用短波法有K 型短波射频井口远传含水量计量系统;系列原油含水仪短波法可以0 00%量程內测量管输流体含水率。
近红外光谱法由原油成分、等和水分子对近红外光吸收频率不测得近红外光谱图提取对水分吸收敏感特定波长通监测流体投射光强随含水率变化情况得到对应含水率。
王进旗等人基近红外光谱吸收原理和光纤传感器技术提出用原油低含水率测量系统具有绿色快速检测、抗电磁干扰、仪器型化等优势应用体积含水率0%～5%测量围取得较测量精。
5电容法电容法是建立油水介电常数差异较基础上常温下水介电常数3左右而原油介电常数80左右。
当含水率不流体流电容两电极电极介质介电常数就会发生变化导致电容值发生变化通检测电路将电容值微变化换成电压信由原油乳化液介电常数是含水率函数从而实现了原油含水率检测。
采用电容法产品主要有加拿涤塔公司涤塔分析仪和国G7型原油含水分析仪其涤塔含水分析仪是具代表性产品。
6射频阻抗法水和油两者介电常数相差很因而所呈现射频阻抗特性差异也很。
当射频信天线传到以油水混合液介质该阻抗随着混合液不油水比而变化通电流感器检测出由阻抗变化引起电流变化从而测出原油含水率。
党占荣等研究通结合射频法及电磁衰减法建立基射频幅值法原油含水率测量系统消除传统方法测量围有限、不连续测量缺适用测量我国现阶段高含水油田产出液含水率。
设计已油田生产投入使用。
原油含水率测量主要影响因素井口油气水多相流属复杂非线性耗散动力系统其含水率动态检测程是受多种因素影响且相作用非线性问题这使得各测量方法和仪表运用效都不影响因素主要包括这几方面原油介质、工况条件、测量技术原理、测量仪表等主要表现以下几方面（）原油成分变化对测量影响。
原油气体、矿化物质、油品成分变化这些因素都对原油物性参数包括粘、密、介电常数带很变化使得各种测量原理方法精和量程降低。
（）温、压力等环境因素。
油和水介电常数受温影响很不品种原油温系数也不。
测量环境与标定条件不仪表必须采用线温和压力补偿否则结误差非常甚至出现错误。
（3）流态变化影响。
油水混合状态复杂出现油包水和水包油状态发生箱变连续介质从水变油测量模型不适用造成结误差。
（）测量仪表问题。
测量模型不完善常用种模型释全部情况。
仪表存零漂、温漂和长漂移问题。
3基多传感器数据融合检测方法鉴上述不测量方法存各种问题了提高仪表测量准确性、稳定性学者们以现有检测手段支撑将各种测试技术、数据融合方法、神络、支持向量机等新技术引入到原油含水率线测量研究了把含水率检测各种影响因素考虑进形成基多传感器数据融合模型和检测方法。
多传感器数据融合是指对不知识和传感器采集数据进行融合以实现对观测现象更地理可以提高系统可靠性和鲁棒性增加数据可信。
通各种测试方法得到各类传感器信如差压、射频、电容、温等融合这些信息建立模型数据分析得到可靠含水率。
致可分两类类运用上述原油含水率检测方法种如电容法然把其影响因素如温、矿化等其他因素考虑进进行数据融合;二类结合两种检测方法如把电容法和密法检测含水率信结合再考虑其他影响因素然进行数据融合。
由实际工况含有噪声信波动进行数据融合前首先要进行噪处理获得信真实特征运用到方法有燥法、波噪等。
张博运用B神络把电容传感器和电导传感器以及温传感器数据进行融合原油含水率测量数据处理达到了预期目标。
王丽娜利用轴线作测量传感器装置轴线相位法根据其部数据相似性进行聚类分低含水段、含水段和高含段以含水传感器和流量传感器数据基础建立基神络原油含水率预测模型并与B神络法进行了比较使用效更。
张冬至采用多传感器对水分、温、矿化进行测量或标定采用遗传神络方法以消除多因素影响提高测量精。
（）多维回归分析方法。
张冬至用多测量信息融合使含水率测量数据更趋合理有利研究温、矿化对含水率测量影响关系克温、矿化对系统影响提供了依据。
左芳君传统电容式水分传感器基础上对温传感器数据和电容传感器电压运用曲面拟合算法建立被测目标与传感器输出量关系由采集数据计算出当方差误差回归方法系统。
李志明基电导法工作原理深入分析了原有估算方法准确不高原因提出了采用软测量方法提高估算准确思想。
建立了基V原油含水率软测量模型仿真结表明了软测量技术对提高原油含水率估算准确有效性。
（）多种数据模型对比研究。
胡学涛对近红外光谱法纵向测量所得光谱数据分别用偏二乘法（L）和支持向量机（V）两种方法进行建模分析通多指标、和验证集样品预测值进行分析可以看出支持向量机预测效要略优偏二乘法预测效续可针对两种建模方法进行比较研究。
结束语油井油液含水率是石油生产重要参数及、准确测量对提高采油生产效率具有重要义。
通各种测试方法得到油井传感器测量信如差压、射频、电容温等对这些信息进行融合建立模型应用数据分析算法可以获得可靠含水率。
把传感器融合技术、数据处理等技术引入到含水率线测量当提高测量精與稳定性将有力推动油井含水线测试技术发展满足数油田建设要。