JP2879467B2 - 油井産出物の分析器および分析方法 - Google Patents
油井産出物の分析器および分析方法Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B49/00—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
- E21B49/08—Obtaining fluid samples or testing fluids, in boreholes or wells
- E21B49/086—Withdrawing samples at the surface
-
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- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/10—Locating fluid leaks, intrusions or movements
- E21B47/113—Locating fluid leaks, intrusions or movements using electrical indications; using light radiations
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/74—Devices for measuring flow of a fluid or flow of a fluent solid material in suspension in another fluid
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、モニタに関し、さらに詳しく言えば、油井
からの産出物の含水量をモニタするモニタ装置および方
法に関する。
からの産出物の含水量をモニタするモニタ装置および方
法に関する。
ウオータ・カツト産出物分析器は、石油産出油井から
産出された大量の流体を蓄積する沈降タンクを含んでい
る。流体は、所定の期間の後、流れの形で沈降タンクか
ら除去される。流量計は、流れの流量を表す信号を生ず
る。ウオータ・カツト・メータは、流体の流れのウオー
タ・カツトを測定し、また流体が自由水であるか、また
は水連続相である場合には、インピーダンス比を用い
て、かつ流体が油の連続相状態の場合には流体のインピ
ーダンスを用いてそれに対応する信号を供給する。上記
インピーダンス比の分母は、流れにおける流体が自由水
である場合に決定されるインピーダンスで、比の分子
は、流れにインピーダンスである。なお、蓄積された流
体の含水量および含油量またはその一方は、ウオータ・
カツト信号と流量信号にしたがつて決定される。
産出された大量の流体を蓄積する沈降タンクを含んでい
る。流体は、所定の期間の後、流れの形で沈降タンクか
ら除去される。流量計は、流れの流量を表す信号を生ず
る。ウオータ・カツト・メータは、流体の流れのウオー
タ・カツトを測定し、また流体が自由水であるか、また
は水連続相である場合には、インピーダンス比を用い
て、かつ流体が油の連続相状態の場合には流体のインピ
ーダンスを用いてそれに対応する信号を供給する。上記
インピーダンス比の分母は、流れにおける流体が自由水
である場合に決定されるインピーダンスで、比の分子
は、流れにインピーダンスである。なお、蓄積された流
体の含水量および含油量またはその一方は、ウオータ・
カツト信号と流量信号にしたがつて決定される。
以下、添付の図面に基いて、本発明の実施例に関し説
明する。
明する。
油田の産出量は、１日当りのオイルのバレル（BOPD）
および１日当りの水のバレル（BWPD）という語により定
義されている。これら数量は、流量とウオータ・カツト
を測定することにより決定される。流量計は、多く市販
されており、満足な流量値を示している。また、ウオー
タ・カツト・メータも多く市販されている。しかし、こ
れらメータの多くは、オイル／水の混合物がオイルの連
続相である場合、すなわち存在しているどんな水もオイ
ル中に懸濁されている場合のみに使用できるよう設計さ
れている。これら計器は、単にキヤパシタンス測定とし
て働くだけで、測定電極において非導電（高インピーダ
ンス）路が存在している場合しか適切に動作しない。水
連続エマルジヨンにおいては、プローブに導電路が生
じ、キヤパシタンス測定をほとんど“シヨート・アウ
ト”してしまう。このシヨート作用は、塩分と温度変化
に対して非常に感度が高く、塩がほんのわずかなppmし
かなくても標準的なキヤパシタンス・プローブは水連続
相で操作する場合には役にたたない。
および１日当りの水のバレル（BWPD）という語により定
義されている。これら数量は、流量とウオータ・カツト
を測定することにより決定される。流量計は、多く市販
されており、満足な流量値を示している。また、ウオー
タ・カツト・メータも多く市販されている。しかし、こ
れらメータの多くは、オイル／水の混合物がオイルの連
続相である場合、すなわち存在しているどんな水もオイ
ル中に懸濁されている場合のみに使用できるよう設計さ
れている。これら計器は、単にキヤパシタンス測定とし
て働くだけで、測定電極において非導電（高インピーダ
ンス）路が存在している場合しか適切に動作しない。水
連続エマルジヨンにおいては、プローブに導電路が生
じ、キヤパシタンス測定をほとんど“シヨート・アウ
ト”してしまう。このシヨート作用は、塩分と温度変化
に対して非常に感度が高く、塩がほんのわずかなppmし
かなくても標準的なキヤパシタンス・プローブは水連続
相で操作する場合には役にたたない。
テキサコには、水が非常に純粋でオイルが比較的重い
ため、ウオータ・カツト測定が困難になつているいくつ
かの主要な油田がある。０〜100％のウオータ・カツト
全域にわたつて動作する適当な低コストの市販のメータ
は、いまだ見つかつていない。一方、本発明は、コスト
の問題を解決しかつたとえ純粋な水と比較的重いオイル
のエマルジヨンが含まれていても０〜100％のウオータ
・カツト全域にわたつて動作することができる。
ため、ウオータ・カツト測定が困難になつているいくつ
かの主要な油田がある。０〜100％のウオータ・カツト
全域にわたつて動作する適当な低コストの市販のメータ
は、いまだ見つかつていない。一方、本発明は、コスト
の問題を解決しかつたとえ純粋な水と比較的重いオイル
のエマルジヨンが含まれていても０〜100％のウオータ
・カツト全域にわたつて動作することができる。
テキサコの油田の１つには、約172個所の自動井戸試
験（AWT）場所があり、各場所は、最高36個所の産出井
戸を測定することができる。各AWT場所は、それ自身の
プロセス・コントローラを有している。各井戸は、分離
を促進するため熱とエマルジヨン凝離薬品の両方を流体
に加えながら、最高４時間、その産出オイルを沈降タン
クに満たすことにより連続的に測定される。しかし、オ
イルは重く（13.2重力）かつ水は軽い（非常に純粋）の
で、流体を分離することは困難である。
験（AWT）場所があり、各場所は、最高36個所の産出井
戸を測定することができる。各AWT場所は、それ自身の
プロセス・コントローラを有している。各井戸は、分離
を促進するため熱とエマルジヨン凝離薬品の両方を流体
に加えながら、最高４時間、その産出オイルを沈降タン
クに満たすことにより連続的に測定される。しかし、オ
イルは重く（13.2重力）かつ水は軽い（非常に純粋）の
で、流体を分離することは困難である。
第１図には、ライン14により沈降タンク10に産出物の
流れを供給するテスト中の油井３が示されている。所定
量の産出物の流れが沈降タンク10に流入されると、沈降
タンク10への流入は停止される。所定の期間にわたり、
沈降タンク10中の流体は部分的に分離して、タンク10の
底には自由水、その上には水連続エマルジヨンがあり、
タンク10の上部の流体は、油連続エマルジヨンとなる。
所定の期間が経過すると、AWTプロセス・コントローラ2
1により制御されるポンプ20が、タンク10の底から流体
を汲み揚げて、流量計25とウオータ・カツト・メータ30
に供給し、最終的には、流体はウオータ・カツト・メー
タ30から放出されかつ産出システムに戻される。
流れを供給するテスト中の油井３が示されている。所定
量の産出物の流れが沈降タンク10に流入されると、沈降
タンク10への流入は停止される。所定の期間にわたり、
沈降タンク10中の流体は部分的に分離して、タンク10の
底には自由水、その上には水連続エマルジヨンがあり、
タンク10の上部の流体は、油連続エマルジヨンとなる。
所定の期間が経過すると、AWTプロセス・コントローラ2
1により制御されるポンプ20が、タンク10の底から流体
を汲み揚げて、流量計25とウオータ・カツト・メータ30
に供給し、最終的には、流体はウオータ・カツト・メー
タ30から放出されかつ産出システムに戻される。
第2A図および第2B図は、細くなつた収縮部分44を有す
るパイプ23に取りつけられた検出ユニツト40を有するウ
オータ・カツト・メータ30を示している。検出ユニツト
40は、複数のチヤネル57を有する支持本体54を有してい
る。複数のチヤネル57は支持本体54を貫通して、支持本
体54に石油を流す。支持本体54は、非導電材料でできた
プローブ・ハウジング64内に取りつけられたプローブ62
の硬質取付部となつている。プローブ62は、２つの直径
を有している。プローブ・ハウジング64の外に延びてい
るプローブ62の部分は、大きい直径を有し、一方、ハウ
ジング64内に設けられているプローブ62の部分は、小さ
い直径を有している。プローブ・ハウジング64は、黄銅
取付部材69により支持本体54に支持されている。端子73
は、プローブ62に固定され、かつ後述するようにプロー
ブ62とプローブ電子装置90との間を電気的に接続するリ
ード78を有している。リード78は、支持本体54に設けら
れた絶縁体91を通り、リード78をプローブ62から検出ユ
ニツト40の側に通すことができる。プローブ62は、アル
ミニウムでできており、テストされている流体に露出さ
れる部分の表面上に熱収縮コーテイング92を有してい
る。コーテイング92は、厚さ0.010インチ（0.0254cm）
のKynarである。偏向ヘツド94は、プローブ62の一端に
固定され、流体の流れを偏向してコーテイング92のポテ
ンシヤル損傷を阻止する。
るパイプ23に取りつけられた検出ユニツト40を有するウ
オータ・カツト・メータ30を示している。検出ユニツト
40は、複数のチヤネル57を有する支持本体54を有してい
る。複数のチヤネル57は支持本体54を貫通して、支持本
体54に石油を流す。支持本体54は、非導電材料でできた
プローブ・ハウジング64内に取りつけられたプローブ62
の硬質取付部となつている。プローブ62は、２つの直径
を有している。プローブ・ハウジング64の外に延びてい
るプローブ62の部分は、大きい直径を有し、一方、ハウ
ジング64内に設けられているプローブ62の部分は、小さ
い直径を有している。プローブ・ハウジング64は、黄銅
取付部材69により支持本体54に支持されている。端子73
は、プローブ62に固定され、かつ後述するようにプロー
ブ62とプローブ電子装置90との間を電気的に接続するリ
ード78を有している。リード78は、支持本体54に設けら
れた絶縁体91を通り、リード78をプローブ62から検出ユ
ニツト40の側に通すことができる。プローブ62は、アル
ミニウムでできており、テストされている流体に露出さ
れる部分の表面上に熱収縮コーテイング92を有してい
る。コーテイング92は、厚さ0.010インチ（0.0254cm）
のKynarである。偏向ヘツド94は、プローブ62の一端に
固定され、流体の流れを偏向してコーテイング92のポテ
ンシヤル損傷を阻止する。
第３図において、プローブ電子装置90は、1MHz〜60MH
zの周波数レンジから選択された高周波信号を増幅器装
置108に供給する発振器100を含んでいる。なお、望まし
い周波数は、20MHzである。増幅器装置108は、環状変圧
器117の巻線115に増幅された信号を供給し、変圧器117
の他の巻線120には誘導信号が発生される。巻線120の一
端は、リード78を介してプローブ62に接続し、巻線120
の他端は、ミキサ装置124と、抵抗130を介してアース12
8とに接続している。リード78はインピーダンス整合増
幅器136に接続し、この増幅器の出力は他のミキサ装置1
40に接続している。
zの周波数レンジから選択された高周波信号を増幅器装
置108に供給する発振器100を含んでいる。なお、望まし
い周波数は、20MHzである。増幅器装置108は、環状変圧
器117の巻線115に増幅された信号を供給し、変圧器117
の他の巻線120には誘導信号が発生される。巻線120の一
端は、リード78を介してプローブ62に接続し、巻線120
の他端は、ミキサ装置124と、抵抗130を介してアース12
8とに接続している。リード78はインピーダンス整合増
幅器136に接続し、この増幅器の出力は他のミキサ装置1
40に接続している。
局部発振器144は増幅器150に19.99MHzの信号を供給す
る。増幅された19.999MHzの信号は、ミキサ装置124,140
に供給される。ミキサ装置124,140の1KHzの出力は、IF
増幅器154,160にそれぞれ供給される。IF増幅器154から
の出力は、整流器装置164と比較器166に供給される。同
様に、IF増幅器160の出力は、整流器装置170と比較器17
2に供給される。
る。増幅された19.999MHzの信号は、ミキサ装置124,140
に供給される。ミキサ装置124,140の1KHzの出力は、IF
増幅器154,160にそれぞれ供給される。IF増幅器154から
の出力は、整流器装置164と比較器166に供給される。同
様に、IF増幅器160の出力は、整流器装置170と比較器17
2に供給される。
整流器装置164はワイヤ78のプローブ電流に相当する
信号Ｉを供給し、一方、整流器装置170はプローブ電圧
に相当する信号Ｖを供給する。比較器172,166からの出
力は、位相測定装置178に供給される。位相測定装置178
は、産出物の流れにより影響されるような検出ユニツト
40における電圧および電流信号間の位相差に関する信号
PHを供給する。
信号Ｉを供給し、一方、整流器装置170はプローブ電圧
に相当する信号Ｖを供給する。比較器172,166からの出
力は、位相測定装置178に供給される。位相測定装置178
は、産出物の流れにより影響されるような検出ユニツト
40における電圧および電流信号間の位相差に関する信号
PHを供給する。
動作において、産出物の流れにおけるオイルと水の混
合物が検出ユニツト40に作用すると、発振器100、増幅
器装置108、および変圧器117により検出ユニツト40に供
給される電圧と電流信号に変化が生じる。プローブ電圧
に比例した信号は、増幅器136によりピツク・オフさ
れ、ミキサ装置140により1KHzの中間周波数にヘテロダ
インされる。その間に、ミキサ装置124は、プローブ電
流に比例した20MHz信号を得、それを同じ1KHzの中間周
波数にヘテロダインする。２つの中間周波数は、整流器
装置164がプローブ電流に相当する直流信号を供給し、
一方、整流器装置170がプローブ電圧に相当する直流信
号を供給するようIF増幅器1154,160により増幅される。
なお、位相測定装置178は、プローブ電流とプローブ電
圧の間の位相差に相当するDC信号を供給する。
合物が検出ユニツト40に作用すると、発振器100、増幅
器装置108、および変圧器117により検出ユニツト40に供
給される電圧と電流信号に変化が生じる。プローブ電圧
に比例した信号は、増幅器136によりピツク・オフさ
れ、ミキサ装置140により1KHzの中間周波数にヘテロダ
インされる。その間に、ミキサ装置124は、プローブ電
流に比例した20MHz信号を得、それを同じ1KHzの中間周
波数にヘテロダインする。２つの中間周波数は、整流器
装置164がプローブ電流に相当する直流信号を供給し、
一方、整流器装置170がプローブ電圧に相当する直流信
号を供給するようIF増幅器1154,160により増幅される。
なお、位相測定装置178は、プローブ電流とプローブ電
圧の間の位相差に相当するDC信号を供給する。
水連続測定方法 テスト中の井戸３は、沈降タンク10に流体が十分に蓄
積されるまで、タンクに流体を供給する。その後、AWT
プロセス・コントローラ装置21により、ポンプ20が作動
される。ウオータ・カツト・メータ30を通過する最初の
流体は、沈降10の底に沈降している水である。そして、
この水のインピーダンスが測定される。その後、インピ
ーダンスは、タンク10からの流体が水連続エマルジヨン
に変わるが連続的に測定される。水のインピーダンスの
値は、後述するように保持され、インピーダンス比を計
算するのにエマルジヨン・インピーダンスとともに使用
される。インピーダンス比は、ウオータ・カツトの割合
の精密な尺度であり、かつ多くの真水油田における塩分
と温度の範囲にわたつて水の塩分と温度変化には何ら影
響されないことがわかつている。
積されるまで、タンクに流体を供給する。その後、AWT
プロセス・コントローラ装置21により、ポンプ20が作動
される。ウオータ・カツト・メータ30を通過する最初の
流体は、沈降10の底に沈降している水である。そして、
この水のインピーダンスが測定される。その後、インピ
ーダンスは、タンク10からの流体が水連続エマルジヨン
に変わるが連続的に測定される。水のインピーダンスの
値は、後述するように保持され、インピーダンス比を計
算するのにエマルジヨン・インピーダンスとともに使用
される。インピーダンス比は、ウオータ・カツトの割合
の精密な尺度であり、かつ多くの真水油田における塩分
と温度の範囲にわたつて水の塩分と温度変化には何ら影
響されないことがわかつている。
第４図には、代表的なウオータ・カツト対インピーダ
ンス比の曲線が示されている。100％のウオータ・カツ
トでは、比は１で、オイルが増すにつれ、エマルジヨン
・インピーダンスが増加し、比も増加する。グラフには
２つの異なる塩分に関するデータがプロツトされている
が、塩分の変化に対して敏感でないことが示されてい
る。ウオータ・カツトの割合は、水がオイル中に懸濁し
ているオイル連続相に切り換わるくらいエマルジヨンが
オイルを有するまで、沈降タンクが空になるにつれ減少
する。この時点で、流体にインピーダンスは劇的に増加
し、測定方法が変わる。
ンス比の曲線が示されている。100％のウオータ・カツ
トでは、比は１で、オイルが増すにつれ、エマルジヨン
・インピーダンスが増加し、比も増加する。グラフには
２つの異なる塩分に関するデータがプロツトされている
が、塩分の変化に対して敏感でないことが示されてい
る。ウオータ・カツトの割合は、水がオイル中に懸濁し
ているオイル連続相に切り換わるくらいエマルジヨンが
オイルを有するまで、沈降タンクが空になるにつれ減少
する。この時点で、流体にインピーダンスは劇的に増加
し、測定方法が変わる。
オイル連続測定方法 エマルジヨンがオイル連続相になると、コートされた
プローブ62は、標準キヤパシタンス形ウオータ・カツト
・メータの多くの特徴を示す。かなり高い周波数（数百
キロヘルツではなく20メガヘルツ）でプローブ62のイン
ピーダンスを測定することにより、プローブ62のインピ
ーダンスは、市販されているプローブよりもはるかにウ
オータ・カツトに関して直線的になる。水の分子は、絶
縁物（オイル）内に懸濁しているので、水の導電性（お
よび塩分と温度）は、測定されたプローブ62のインピー
ダンスに対してほとんど影響を及ぼさない。このよう
に、簡単なプローブ・インピーダンスの測定により、オ
イル連続相のウオータ・カツトの正確な値を生じること
ができる。第５図は、オイル連続エマルジヨンに関する
代表的なウオータ・カツト対インピーダンスの曲線を示
している。
プローブ62は、標準キヤパシタンス形ウオータ・カツト
・メータの多くの特徴を示す。かなり高い周波数（数百
キロヘルツではなく20メガヘルツ）でプローブ62のイン
ピーダンスを測定することにより、プローブ62のインピ
ーダンスは、市販されているプローブよりもはるかにウ
オータ・カツトに関して直線的になる。水の分子は、絶
縁物（オイル）内に懸濁しているので、水の導電性（お
よび塩分と温度）は、測定されたプローブ62のインピー
ダンスに対してほとんど影響を及ぼさない。このよう
に、簡単なプローブ・インピーダンスの測定により、オ
イル連続相のウオータ・カツトの正確な値を生じること
ができる。第５図は、オイル連続エマルジヨンに関する
代表的なウオータ・カツト対インピーダンスの曲線を示
している。
流体が水連続相からオイル連続相に変化する時、水連
続からオイル連続への判断方法を切り換える信頼性のあ
る手段が見つかつている。これには、測定された20メガ
ヘルツの電圧と電流との間の電気位相角が用いられる。
エマルジヨンがオイル連続相に切り換わる時、プローブ
・インピーダンスは、本質的に容量性になり、その結果
得られた位相角は90度に接近する（電流が進んでい
る）。したがつて、たとえば、測定された位相角が80度
を超える場合には、オイル連続測定方法に切り換えられ
るよう自動的に判断される。
続からオイル連続への判断方法を切り換える信頼性のあ
る手段が見つかつている。これには、測定された20メガ
ヘルツの電圧と電流との間の電気位相角が用いられる。
エマルジヨンがオイル連続相に切り換わる時、プローブ
・インピーダンスは、本質的に容量性になり、その結果
得られた位相角は90度に接近する（電流が進んでい
る）。したがつて、たとえば、測定された位相角が80度
を超える場合には、オイル連続測定方法に切り換えられ
るよう自動的に判断される。
ウオータ・カツト計算マイクロプロセツサ 第６図に示されている処理装置22の中心部であるマイ
クロプロセツサ200は、データの取得、全インピーダン
スの計算、ウオータ・カツトの計算、および必要な値の
デイスプレイを制御するよう設計されている。
クロプロセツサ200は、データの取得、全インピーダン
スの計算、ウオータ・カツトの計算、および必要な値の
デイスプレイを制御するよう設計されている。
ウオータ・カツト・メータ30からの信号V,I,PHは、ア
ナログ−デイジタル・コンバータ205によりデイジタル
信号に変換され、マイクロプロセツサ200に供給され
る。マイクロプロセツサ200は、ウオータ・カツト計算
に必要な変数を記憶する消去可能プログラム可能メモリ
（EPROM）210と、後述するプログラムと方程式を含んで
いるランダム・アクセス・メモリ（RAM）214を備えてい
る。更に、マイクロプロセツサ200は、マイクロプロセ
ツサ200をリセツトするリセツト装置220と、周辺インタ
フエイス・アダプタ（PIA）226と、PIA226にも接続して
いる液晶デイスプレイ230を備えている。更に、PIA226
には発光ダイオード（LED）が接続している。その他、P
IA226には、別の２つのスイツチ、すなわちポンプ・シ
ミユレーテイング・スイツチ240と動作／校正スイツチ2
44が備えられている。
ナログ−デイジタル・コンバータ205によりデイジタル
信号に変換され、マイクロプロセツサ200に供給され
る。マイクロプロセツサ200は、ウオータ・カツト計算
に必要な変数を記憶する消去可能プログラム可能メモリ
（EPROM）210と、後述するプログラムと方程式を含んで
いるランダム・アクセス・メモリ（RAM）214を備えてい
る。更に、マイクロプロセツサ200は、マイクロプロセ
ツサ200をリセツトするリセツト装置220と、周辺インタ
フエイス・アダプタ（PIA）226と、PIA226にも接続して
いる液晶デイスプレイ230を備えている。更に、PIA226
には発光ダイオード（LED）が接続している。その他、P
IA226には、別の２つのスイツチ、すなわちポンプ・シ
ミユレーテイング・スイツチ240と動作／校正スイツチ2
44が備えられている。
マイクロプロセツサ200により計算されたウオータ・
カツトは、デジタル−アナログ・コンバータ250に供給
され、ここでウオータ・カツト値はアナログ形に変換さ
れ、信号WCとして供給される。
カツトは、デジタル−アナログ・コンバータ250に供給
され、ここでウオータ・カツト値はアナログ形に変換さ
れ、信号WCとして供給される。
その後、ｄ・ｃ・ウオータ・カツト電圧は、電圧−電
流コンバータ255の動作により、標準４〜20ma電流形式
に変換される。したがつて、標準４〜20ma電流形式のウ
オータ・カツト信号は、AWTプロセス・コントローラ21
に供給される。
流コンバータ255の動作により、標準４〜20ma電流形式
に変換される。したがつて、標準４〜20ma電流形式のウ
オータ・カツト信号は、AWTプロセス・コントローラ21
に供給される。
第７図のフローチヤートは、ウオータ・カツトを決定
する際のマイクロプロセツサ200の動作を示している。A
WTプロセス・コントローラからのポンプ−オン信号（ブ
ロツク300）により、マイクロプロセツサ200は、ウオー
タ・カツト測定に必要な全変数を初期化する。次の過程
は、ブロツク304により示された連続モードである。次
のブロツク307は、マイクロプロセツサ200によるデー
タ、すなわち信号V,I,PHの取得を示している。取得過程
の次は、ブロツク310により示されているように、Ｎ個
のサンプルの平均値が計算される。その後、ブロツク31
2における“サンプルの数はＮであるか”という質問に
示されるように、Ｎ個のサンプルに関して各入力、すな
わち、V,IまたはPHの平均値が計算される。答えがイエ
スの場合、ブロツク315において、プローブ62の電圧お
よび電流の測定値を用いて、インピーダンスＺの計算が
行なわれる。
する際のマイクロプロセツサ200の動作を示している。A
WTプロセス・コントローラからのポンプ−オン信号（ブ
ロツク300）により、マイクロプロセツサ200は、ウオー
タ・カツト測定に必要な全変数を初期化する。次の過程
は、ブロツク304により示された連続モードである。次
のブロツク307は、マイクロプロセツサ200によるデー
タ、すなわち信号V,I,PHの取得を示している。取得過程
の次は、ブロツク310により示されているように、Ｎ個
のサンプルの平均値が計算される。その後、ブロツク31
2における“サンプルの数はＮであるか”という質問に
示されるように、Ｎ個のサンプルに関して各入力、すな
わち、V,IまたはPHの平均値が計算される。答えがイエ
スの場合、ブロツク315において、プローブ62の電圧お
よび電流の測定値を用いて、インピーダンスＺの計算が
行なわれる。
次に、マイクロプロセツサ200は、ブロツク320に示す
ように、位相角が80度より大きいかまたは小さいかどう
かを決定する。位相角が80度より小さい場合には、マイ
クロプロセツサ200は、測定されたインピーダンスＺが
Ｚウオータすなわち水のインピーダンスの前の値よりも
小さいかどうかを決定する。真の場合、ＺウオータはＺ
に設定される。ブロツク323に示されたこの技術は、イ
ンピーダンスの最も低い計算値を決定し、かつそれをＺ
ウオータと呼ぶ。その後、インピーダンス比は、ブロツ
ク325に示すように計算される。
ように、位相角が80度より大きいかまたは小さいかどう
かを決定する。位相角が80度より小さい場合には、マイ
クロプロセツサ200は、測定されたインピーダンスＺが
Ｚウオータすなわち水のインピーダンスの前の値よりも
小さいかどうかを決定する。真の場合、ＺウオータはＺ
に設定される。ブロツク323に示されたこの技術は、イ
ンピーダンスの最も低い計算値を決定し、かつそれをＺ
ウオータと呼ぶ。その後、インピーダンス比は、ブロツ
ク325に示すように計算される。
（１）ZR＝Z/（Ｚウオータ） Ｚが（Ｚウオータ）に等しい場合には、比は１になる。
エマルジヨンがウオータ・カツト・メータ30を流れる
時、Ｚは増加し、その結果ZRも増加する。マイクロプロ
セツサ200は次の式を使用している。
エマルジヨンがウオータ・カツト・メータ30を流れる
時、Ｚは増加し、その結果ZRも増加する。マイクロプロ
セツサ200は次の式を使用している。
（２）WC＝Ａ＋Ｂ（ZR）＋Ｃ（ZR）2＋Ｄ（ZR）3 ここで、A,B,C,Dは、一般の曲線当て嵌め技術を使用し
て決定される係数である。式（２）は、インピーダンス
比ZRから水連続ウオータ・カツトWCを計算するのに使用
される。ウオータ・カツト値は、ブロツク340に示すよ
うに、LEDデイスプレイ装置236によりデイジタル的に読
み出される。このフローチヤートには示されていない
が、ウオータ・カツト値は、第６図に示されているよう
に、BOPDおよびBWPDを計算するため、油田の自動油井試
験計器に供給される。その後、マイクロプロセツサ200
は、ブロツク342に示すようにポンプがまだオンである
かどうかを決定し、ポンプがオンの場合、マイクロプロ
セツサ200は、他の測定のため再循環する。
て決定される係数である。式（２）は、インピーダンス
比ZRから水連続ウオータ・カツトWCを計算するのに使用
される。ウオータ・カツト値は、ブロツク340に示すよ
うに、LEDデイスプレイ装置236によりデイジタル的に読
み出される。このフローチヤートには示されていない
が、ウオータ・カツト値は、第６図に示されているよう
に、BOPDおよびBWPDを計算するため、油田の自動油井試
験計器に供給される。その後、マイクロプロセツサ200
は、ブロツク342に示すようにポンプがまだオンである
かどうかを決定し、ポンプがオンの場合、マイクロプロ
セツサ200は、他の測定のため再循環する。
エマルジヨンがオイル連続になると、位相角は80度を
超え、ブロツク320に示したように、答えはイエスにな
る。その後、マイクロプロセツサ200は、次の式を用い
てブロツク345において、供給されるオイル連続ウオー
タ・カツトを計算する。
超え、ブロツク320に示したように、答えはイエスにな
る。その後、マイクロプロセツサ200は、次の式を用い
てブロツク345において、供給されるオイル連続ウオー
タ・カツトを計算する。
（３）WC＝Ｅ＋Ｆ（Ｚ） ここで、ＥとＦは、一般の曲線当て嵌め技術を使用する
ことにより決定される係数である。この値は、その後ブ
ロツク340に示すようにLEDデイスプレイ装置236により
デイスプレイされる。ブロツク312における“サンプル
の数がＮであるか”という質問にたいする答えがノーの
場合には、マイクロプロセツサ200は、連続過程のブロ
ツク304に戻つて、ブロツク312からの答えがイエスにな
るまで過程307,310,312を繰り返し続ける。
ことにより決定される係数である。この値は、その後ブ
ロツク340に示すようにLEDデイスプレイ装置236により
デイスプレイされる。ブロツク312における“サンプル
の数がＮであるか”という質問にたいする答えがノーの
場合には、マイクロプロセツサ200は、連続過程のブロ
ツク304に戻つて、ブロツク312からの答えがイエスにな
るまで過程307,310,312を繰り返し続ける。
ブロツク342の“ポンプはオンか?"という質問に対
し、答えがノーの場合には、測定を停止するという測定
機能停止を表す次のブロツクに進む。
し、答えがノーの場合には、測定を停止するという測定
機能停止を表す次のブロツクに進む。
マイクロプロセツサ200により決定されるウオータ・
カツト値は、第６図に示されているD/Aコンバータ250と
電圧−電流コンバータ255の働きにより４〜20maの出力
信号に変換される。この信号は、流量計25からの流量信
号とともに、第１図のAWTプロセス・コントローラ21に
供給される。プロセス・コントローラは、これら信号を
用いて、試験されている油井に関するBOPDおよびBWPD
（１日当りのオイルのバレルと水のバレル）を計算す
る。
カツト値は、第６図に示されているD/Aコンバータ250と
電圧−電流コンバータ255の働きにより４〜20maの出力
信号に変換される。この信号は、流量計25からの流量信
号とともに、第１図のAWTプロセス・コントローラ21に
供給される。プロセス・コントローラは、これら信号を
用いて、試験されている油井に関するBOPDおよびBWPD
（１日当りのオイルのバレルと水のバレル）を計算す
る。
第１図は本発明のウオータ・カツト分析器の概要図、第
2A図は第１図のウオータ・カツト・メータの概要図、第
2B図は第2A図の線Ｂ−Ｂに沿つた断面図、第３図は第2A
図のプローブ電子装置のブロツク図、第４図はウオータ
・カツト対本発明の分析器によりテストされている流体
の水連続相に関するインピーダンス比のグラフ、第５図
はウオータ・カツト対本発明の分析器によりテストされ
ている流体の油連続相に関するインピーダンスのグラ
フ、第６図は第１図の処理装置の詳細なブロツク図、第
７図は本発明のウオータ・カツトの測定に関する第６図
の処理装置のプログラミングを示したフローチヤートを
示している。 10……沈降タンク、13……試験中の井戸、20……ポン
プ、21……AWTプロセス・コントローラ、22……処理装
置、25……流量計、30……ウオータ・カツト・メータ、
40……検出ユニツト、44……収縮部分、54……支持本
体、57……チヤネル、62……プローブ、90……プローブ
電子装置、94……偏向ヘツド、100……発振器、108……
増幅器、124,140……ミキサ装置、144……局部発振器、
166,172……比較器、164,170……整流器、178……位相
測定装置、200……マイクロプロセツサ、205……A/Dコ
ンバータ、220……リセツト装置、230……LCDデイスプ
レイ装置、236……LEDデイスプレイ装置、250……D/Aコ
ンバータ、255……電圧−電流コンバータ。
2A図は第１図のウオータ・カツト・メータの概要図、第
2B図は第2A図の線Ｂ−Ｂに沿つた断面図、第３図は第2A
図のプローブ電子装置のブロツク図、第４図はウオータ
・カツト対本発明の分析器によりテストされている流体
の水連続相に関するインピーダンス比のグラフ、第５図
はウオータ・カツト対本発明の分析器によりテストされ
ている流体の油連続相に関するインピーダンスのグラ
フ、第６図は第１図の処理装置の詳細なブロツク図、第
７図は本発明のウオータ・カツトの測定に関する第６図
の処理装置のプログラミングを示したフローチヤートを
示している。 10……沈降タンク、13……試験中の井戸、20……ポン
プ、21……AWTプロセス・コントローラ、22……処理装
置、25……流量計、30……ウオータ・カツト・メータ、
40……検出ユニツト、44……収縮部分、54……支持本
体、57……チヤネル、62……プローブ、90……プローブ
電子装置、94……偏向ヘツド、100……発振器、108……
増幅器、124,140……ミキサ装置、144……局部発振器、
166,172……比較器、164,170……整流器、178……位相
測定装置、200……マイクロプロセツサ、205……A/Dコ
ンバータ、220……リセツト装置、230……LCDデイスプ
レイ装置、236……LEDデイスプレイ装置、250……D/Aコ
ンバータ、255……電圧−電流コンバータ。
フロントページの続き (72)発明者 チヤールズ・ルイス・グレイ，ジユニア アメリカ合衆国 77074 テキサス州・ ヒユーストン・ダンラツプ ナンバ 2061・6650 (56)参考文献 特開 昭58−38850（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−15147（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 27/00 - 27/24 E21B 49/08 G01N 33/28 G01N 9/00 - 9/36
Claims (2)
- 【請求項１】産出している油井からの大量の流体を蓄積
する蓄積装置と、 蓄積された流体を自由水、水連続相、およびオイル連続
相の３つの相に分離させる所定の期間後、蓄積装置から
流体を流れとして除去する除去装置とから成る油井産出
物の分析器において、 流体の流れにおける含水率を測定しかつそれを表してい
るウオータ・カツト信号を供給するウオータ・カツト装
置と、 ウオータ・カツト信号に応じて蓄積された流体の水分お
よび油分またはその一方を決定する装置と、 を有し、上記ウオータ・カツト装置は、流れの流体が自
由水かまたは水連続相である場合にはインピーダンス比
を使用し、流れの流体がオイル連続相である場合には、
測定されている流体の流れのインピーダンスを使用し、
上記比は、流れにおける流体が自由水の場合に決定され
る流体のインピーダンス対測定されている流体のインピ
ーダンスの比であることを特徴とする油井産出物の分析
器。 - 【請求項２】油井からの大量の流体をタンクに蓄積する
過程と、 蓄積された流体を自由水、水連続相、およびオイル連続
相の３つの相に分離させる過程と、 分離された流体を、流体の流れとしてタンクから除去す
る過程と、 流体の流れの流量を測定する過程と、 それを表している流量信号を供給する過程と、から成る
油井から産出された流体を分析する方法において、 流れの流体が自由水かまたは水連続相である場合にはイ
ンピーダンス比を使用することにより、流れの流体がオ
イル連続相である場合には流体のインピーダンスを使用
することにより流体の流れのウオータ・カツトを測定す
る過程をさらに有し、上記比は、流れにおける流体が自
由水の場合に決定される流体のインピーダンス対測定さ
れている流体のインピーダンスの比であることを特徴と
する油井から産出された流体を分析する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/405,996 US5070725A (en) | 1989-09-12 | 1989-09-12 | Water-cut monitoring means and method |
| US405,996 | 1989-09-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03175348A JPH03175348A (ja) | 1991-07-30 |
| JP2879467B2 true JP2879467B2 (ja) | 1999-04-05 |
Family
ID=23606100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2240190A Expired - Lifetime JP2879467B2 (ja) | 1989-09-12 | 1990-09-12 | 油井産出物の分析器および分析方法 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5070725A (ja) |
| EP (1) | EP0417936B1 (ja) |
| JP (1) | JP2879467B2 (ja) |
| KR (1) | KR0164597B1 (ja) |
| AU (1) | AU642900B2 (ja) |
| CA (1) | CA2020529A1 (ja) |
| DE (1) | DE69018549T2 (ja) |
| DK (1) | DK0417936T3 (ja) |
| ES (1) | ES2071031T3 (ja) |
| NO (1) | NO313528B1 (ja) |
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| FR2782804B1 (fr) * | 1998-09-01 | 2000-09-29 | Inst Francais Du Petrole | Dispositif de separation et de mesure du volume des differentes phases d'un melange de fluides |
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| NO327658B1 (no) * | 2007-10-03 | 2009-09-07 | Fmc Kongsberg Subsea As | Anordning og fremgangsmate for maling av vanninnhold og saltkonsentrasjon i en flerfasefluidstrom |
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| US11460330B2 (en) | 2020-07-06 | 2022-10-04 | Saudi Arabian Oil Company | Reducing noise in a vortex flow meter |
| WO2022100801A1 (en) * | 2020-11-12 | 2022-05-19 | Gea Process Engineering A/S | Sensor system for monitoring a powder handling device, and a powder handling device comprising such a sensor system |
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