NL7905053A - Werkwijze en inrichting voor het meten van de olie- en waterfractie in een meer fase stroming met elimi- natie van de invloeden van gas bij de bepaling van de vloeistoffracties. - Google Patents
Werkwijze en inrichting voor het meten van de olie- en waterfractie in een meer fase stroming met elimi- natie van de invloeden van gas bij de bepaling van de vloeistoffracties. Download PDFInfo
- Publication number
- NL7905053A NL7905053A NL7905053A NL7905053A NL7905053A NL 7905053 A NL7905053 A NL 7905053A NL 7905053 A NL7905053 A NL 7905053A NL 7905053 A NL7905053 A NL 7905053A NL 7905053 A NL7905053 A NL 7905053A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- fluid
- obtaining
- sulfur
- mev
- chlorine
- Prior art date
Links
- 239000012223 aqueous fraction Substances 0.000 title claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims description 8
- 230000008030 elimination Effects 0.000 title description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 title description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 34
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 33
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 33
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 32
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 30
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 14
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 claims description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 9
- 238000000084 gamma-ray spectrum Methods 0.000 claims description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 3
- 239000003129 oil well Substances 0.000 claims 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 17
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 13
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 12
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 8
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 8
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 8
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000723418 Carya Species 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000005504 petroleum refining Methods 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/22—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
- G01N23/221—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material by activation analysis
- G01N23/222—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material by activation analysis using neutron activation analysis [NAA]
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
- G01N2223/07—Investigating materials by wave or particle radiation secondary emission
- G01N2223/074—Investigating materials by wave or particle radiation secondary emission activation analysis
- G01N2223/0745—Investigating materials by wave or particle radiation secondary emission activation analysis neutron-gamma activation analysis
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
- G01N2223/60—Specific applications or type of materials
- G01N2223/635—Specific applications or type of materials fluids, granulates
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Description
79320 vA/mm
Aanvraagster : Texaco Development Corporation, eenDelawarese
Vennootschap ' , 2000 Westchester Avenue,
White Plains, New York 10650, Verenigde Staten van Amerika.
Uitvinders : Harry Davis Smith Jr., 1731 Valley Vista Drive, Houston, Texas 77077» Verenigde Staten van Amerika.
Dan McKay Arnold, 326 Hickory Lane, Houston, Texas 77079» Verenigde Staten van Amerika.
Titel * : "Werkwijze en inrichting voor het meten van de olie-en waterfractie in een meer fase stroming met . eliminatie van de invloeden van gas bij de bepaling van de vloeistof-fracties".
De uitvinding heeft betrekking op kerntechnieken voor het meten van de olie-en waterfracties in een meer fase stroming bij aardolieraffineer-en produktiebewerkingen.
In de ter inzage gelegde Nederlandse octrooiaanvrage 5 7713^1½ van aanvraagster zijn een nieuwe en verbeterde werkwijze en inrichting beschreven voor het bepalen van de aanwezigheid van zoutwater in een fluidumleiding, zoals in ruwe olie bij een putkop, een laadsteiger of andere locatie, of in geraffineerd produkt, in voedingsvoorraad of 10 in afvalwater dat uit een raffinaderij moet worden af ge voerd.
Bij deze techniek wordt het fluïdum gebombardeerd met snelle neutronen uit een neutronenbron, welke snelle neutronen vertraagd worden en daarna betrokken raken bij 15 thermische neutronenvangstreacties met materialen in het fluïdum, waardoor thermische neutronenvangst-gammastralen ontstaan. De energie spec tra van de thermische neutronenvangst-gammastralen worden verkregen, van waaruit een meting kan worden uitgevoerd van de relatieve aanwezigheid 20 van chloor in het fluidum, zodat wanneer het zoutgehalte van het fluidum bekend is, hierdoor de relatieve aanwezigheid van zout water kan worden vastgesteld. Verder kan ge- 790 50 53 2 lijktijdig met de relatieve aanwezigheid van chloor de relatieve aanwezigheid van zwavel worden bepaald.
Bij bepaalde toepassingen echter is gebleken dat deze techniek zijn beperkingen heeft. Er is bijvoorbeeld 5 gebleken, dat wanneer de waterfractie significant wordt het verschil van de waterstofindex tussen twee vloeistof-fasen niet langer klein is ten opzichte van dat tussen f het gas en de vloeistoffen, waardoor fouten in de normalisatie van waterstof worden ingevoerd. Wanneer bovendien 10 de chloorconcentraties tot boven zeer lage niveaus uit stijgen geven gedegradeerde chloorgammastralen verstoring van de gammastraaltellingen in het waterstof energiegebied waardoor de nauwkeurigheid van de verkregen metingen wordt verkleind'.
15 Kort samengevat betreft de uitvinding een nieuwe en verbeterde werkwijze en inrichting voor de bepaling van de waterfractie van een meerfase fluidumstroming die olie, water en gas bevat. De stroming vindt plaats in een leiding en kan zich bevinden bij een putkoB* bij een laadsteiger, 20 uit een voedingsvoorraad in een raffinaderij of op een andere locatie.
Het fluidum wordt gebombardeerd met snelle neutronen van een neutronenbron, welke vertraagd worden en daarna betrokken raken bij thermische neutronenvangstreacties met 25 materialen in het fluidum, waardoor thermische neutronen- vangst-gammastralen ontstaan. De energiespectra van de thermische neutronenvangst-gammastralen worden vastgesteld, van waaruit een meting kan. plaatsvinden van de concentratie van chloor en van zwavel in het fluidum. Wanneer het zout-30 gehalte van het water in het fluidum en het zwavel gehalte van de olie in het! fluidum bekend zijn kunnen hieruit de water-en de oliefractie van het fluidum worden vastgesteld.
De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van de bijgaande tekening van enkele uitvoerings- 35 voorbeelden.
Figuren 1 en 2 zijn schematische blokdiagrammen van 790 50 53 i 3 * inrichtingen volgens de uitvinding.
Figuur 3 is een grafiek van een typerend thermisch neutr onenvangs t - gammas traalspe c trum voor ruwe olie.
Figuren 4 en 5 zijn grafieken van de gemeten ver-5 houding van de zwavelneutronenvangst-gammastraaltelling tot chloorneutronenvangst-gammastraaltelling uitgezet tegen het zoutgehalte van water voor verschillende water-fracties en zwavelconcentraties in een fluïdum uitgevoerd volgens de uitvinding.
10 Figuur 1 toont een inrichting A volgens de onder havige uitvinding, voorzien van een neutronenbron S en een detector D die zijn gemonteerd in geschikte openingen 10 respectievelijk 12 van een telkamer C welke is bevestigd in een stromingsleiding 14 voor ruwe olie. De detector D 15 is bij voorkeur een 5" x 5” Nal(Tl) cylindrisch kristal dat gekoppeld is met een fotovermenigvuldigingsbuis T.
252
De weergegeven bron S is een Cf neutronenbron die 7 5 x 10 neutronen per seconde uit zendt, hoewel het duidelijk zal zijn, dat indien gewenst een ander bronmateriaal 20 zou kunnen worden gebruikt, zoals aktinium-beryllium, americium-boriura of americium-beryllium.
De kamer C dient bij voorkeur te zijn vervaardigd uit een materiaal, dat geen elementen bevat die merkbare vangst-gammastraling boven 5»0 MeV produceren. Aluminium of be-25 paalde glasvezel-e'poxy materialen zullen geschikt zijn, hoewel ijzer, dat als gevolg van (η,^) reacties gammastraling van 9»30 en 7»64 MeV produceert, dient te worden vermeden.
Er dient te worden opgemerkt, dat de kamer C zodanig is ontworpen, dat de detector D en de bron S in de kanalen 30 10 en 11 fysisch zijn gescheiden van de ruwe olie. Dit elimineert de mogelijkheid van verontreiniging van de ruwe olie indien de bron S zou lekken en maakt eveneens mogelijk dat de detector D en de bron S worden verwijderd zonder dat de stroom ruwe olie wordt onderbroken.
35 De fysische vorm van de kamer C is niet kritisch, zolang als de bron S en de detector D zijn omgeven door ten- 7905053
Cf k minste verschillende inches vloeistof. Figuur 2 toont een alternatieve opstelling, waarbij de bron S en de detector D aan de buitenzijde van de leiding 1h zijn gemonteerd.
In bepaalde situaties zou het wenselijk kunnen zijn om 5 de binnenzijde van de kamer C te bekleden met een duur zaam materiaal dat een hoge thermische neutronenvangst-dwarsdoorsnede heeft, zoals borium. Dit geldt in het bijzonder, wanneer bij de vervaardiging van de kamer geen ijzer kan worden geëlimineerd. Dit materiaal zal de ther-10 mische neutroneninteracties verminderen met de wanden van de kamer en tevens het uit de kamer ontsnappen voorkomen van thermische neutronen, die met elementen buiten de kamer zouden reageren, waardoor bijkomende "achtergronds" straling zoü worden veroorzaakt. Borium (boriumcarbide 15 vermengd met epoxyhars) zou voor deze toepassing ideaal zijn, daar het een grote thermische neutronenvangst dwarsdoorsnede heeft ( Cf = 775 barn) en een vangstreactie die geen straling produceert boven 5,0 MeV.
De detector D produceert scintillaties of afzonder-20 lijke lichtflikkeringen wanneer er gammastralen hierdoor passeren, terwijl de fotovermenigvuldigerbuis T als reactie op elk van deze scintillaties een spanningspuls opwekt die evenredig is met de intensiteit van de scintillatie.
Een gebruikelijke voorversterkerschakeling 16 versterkt de 25 pulsen van de f otovermenigvuldigerbuis T en levert de ver-sterkerpulsen aan een volgende versterkertrap 18. Een B+ stroombron 20 is aangebracht voor de voorversterker 16, en een hoogspannings-stroombron 22 is aangebracht voor de fotoversterkerbuis T.
30 De uitgangspulsen van de versterker 18 worden toege voerd aan een versterkings-stabilisatieschakeling 2k, die ' gecalibreerd is voor het reageren op het energieniveau van een gekozen referentiepiek in het gammastraal-energiespectrum, zoals de 2,23 MeV energiepiek van waterstof (figuur 3)· 35 Het zal echter duidelijk zijn, dat ook andere gammastraal- energiepieken, of een piek die wordt opgewekt door een 780 50 53 Λ 5 £ lich.tuitzend.ende diode welke in het detectorkristal D is gemonteerd, of een piek van een pulser van het kwiktype, indien gewenst, voor de stabilisatie van de versterking zouden kunnen worden gebruikt. De versterkings-stabilisatie-5 schakeling Zh is een automatische versterkings-regelscha- keling die reageert op het energieniveau van pulsen bij het gecalibreerde piekniveau en de versterking van alle energieniveaupulsen bijregelt als compensatie voor de versterkingsverschuiving of variaties in de buis T en an-10 dere schakelingen van de inrichting volgens de onderhavige uitvinding die het gevolg zijn van spanningsfluctuaties van de stroombron en/of temp er a tuur sinvlo eden.
De uitgangspulsen van de versterkings-stabilisatie-schakeling ZK worden toegevoerd naar een pulshoogte-15 of multi-kanaalanalysator 26. De pulshoogte-analysator 26 kan van gebruikelijk ontwerp zijn, zoals in de techniek bekend is, en bijvoorbeeld zijn voorzien van twee of meer kanalen of energieafdelingen overeenkomende met de kwanti-ficeringen of energie-intervallen van de pulshoogten van 20 de ingangspulsen, indien gewenst. De pulshoogte-analysator 26 functioneert voor het sorteren en accumuleren van een lopend totaal van binnenkomende pulsen tot een aantal opslaglocaties of kanalen die gebaseerd zijn op de hoogte van de binnenkomende pulsen, welke, zoals men zich zal 25 herinneren, rechtstreeks verbandhoudt met de energie van de gammastralen die de puls veroorzaken. De uitgang van de pulshoogte-analysator 26 omvat in het geval van de onderhavige uitvinding telpulsen die optreden in elk van de twee energie-intervals of-gebieden, zoals in figuur 3 30 zijn weergegeven. Het zal eveneens duidelijk zijn, dat er indien gewenst in plaats van de multi-kanaalanalysator 26 twee op geschikte voorspanningwerkende, enkelvoudige ka-naalanalysatoren kunnen worden toegepast.
De uitgang van de pulshoogte-analysator 26 kan op 35 een geschikte geheugeninrichting worden bewaard om nader hand te worden verwerkt, of wordt als alternatief direct via een geschikt aantal lijnen naar een rekenautomaat 28 7905053 6
Cr toegevoerd, die uit het aantal chloor-en zwavel te Hingen evenals de tijdsduur van deze tellingen, de waterfractie bepaalt van het fluïdum in de leiding 14, op een nader te beschrijven wijze. Verder kan de rekenautomaat 28 uit de 5 uitgang van de analysator 26 eveneens de oliefractie be palen van het fluïdum in de leiding 14. De resultaten van deze berekeningen kunnen naar wens worden opgeslagen of afgebeeld, met een registrator 30 of* een. andere geschikte afbeeldingsinrichting.
10 Figuur 3 toont een typisch vangst-gammastraal- spectrum 32 dat werd geregistreerd met gebruikmaking van de uitrusting volgens figuur 1 voor een stroom ruwe olie die kleine hoeveelheden chloor en zwavel bevat. De intense waterstofpiek 34 van 2,23 MeV is het resultaat van de 15 vangst van thermische neutronen door de waterstof in de ruwe olie en kan, zoals hierboven werd vermeld, als energie-vergelijkingspiek worden gebruikt door de verster- kings-stabilisatieschakeling van figuur 1. Figuur 3 toont # eveneens de energie-instellingenfvan de multi-kanaalana-20 lysator 26. De eerste instelling, die wordt aangeduid als "gebied 1”, strekt zich uit van 5>75 tot 8,0 MeV en omvat fotoelektrische en ontsnappingspieken van de 7>79; 7>^2; 6,64 en 6,11 MeV straling van de Cl·^ (n, ) Cl^° reactie, evenals de zwavelpieken met geringere intensiteit van 7>78; 25 7,42; 7>19; 6,64 en 5>97 MeV. De tweede instelling, die wordt aangeduid als "gebied 2”, strekt zich uit van 5>00 tot 5>75 MeV en omvat de relatief intense zwavelvangstpiek van 5>42 MeV.
Relatief kleine concentraties zoutwater in ruwe olie 30 kunnen grote problemen veroorzaken bij het raffineren van deze ruwe olie. De onderhavige uitvinding betreft het detecteren in een vloeiende, meer fasen bevattende fluidurastroom ruwe olie, of andere aardoliestroming, van de water-en oliefractie van het fluidum terwijl de invloeden worden ge-35 elimineerd van gas, zoals vrij gas, in het fluidum bij de bepaling van de water-en oliefractie. De onderhavige uit- 790 50 53 * 7 vinding is gebaseerd op liet met neutronen bombarderen of bestralen van een vloeiende stroom ruwe olie en het detecteren van de gammastraling, die na de vangst van thermische neutronen door de elementen chloor en zwavel wordt uitge-5 zonden. Voor een bepaalde thermische neutronenflux is de opbrengst van de chloorstralingsvangst evenredig met de waterfractie van het fTuidum. Terwijl de opbrengst van de zwavelstralingsvangst evenredig is met de oliefractie. De bepaling van de olie-en de waterfractie is echter geen 10 routineberekening uit de chloor-en zwavelstralingsop brengsten. Ten eerste is er enige overlapping van de stra-lingspieken van zwavel en chloor in het gammastraalspectrum. Ook wanneer de waterfractie van het fluïdum belangrijk wordt veroorzaakt de aanname, dat het verschil tussen de water-15 stofindices in de water en oliefasen van de vloeiende stro ming klein zijn met betrekking tot de gasfase fouten in de waterstof normalisatie,
De gammastraling die het gevolg is van de thermische vangst (n, ff ) reakties is '‘direct" in de betekenis, dat 20 deze wordt uitgezonden binnen, microseconden na de vangst- gebeurtenis. Dit staat in tegenstelling tot "vertraagde" gammastraling die het gevolg is van reakties van het "ak-tiverings" type, welke van milliseconden tot jaren na de reactie wordt uitgezonden. Daar de thermische neutronen-25 vangst uit directe reacties bijna ogenblikkelijk is, hebben de snelheid en de volumestromingshoeveelheid van de stroom ruwe olie geen invloed op de meting. Een ander voordeel van de onderhavige uitvinding is, dat daar thermische neutronen nodig zijn, in plaats van een neutronengenera-30 torbron van het geëvacueerde Versnellertype een chemische bron kan worden gebruikt. Chemische bronnen zijn tamelijk goedkoop en vereisen, vanzelfsprekend, geen bijbehorende elektronica of onderhoud.
Voor een vaste teltijd T wordt een uitdrukking voor 35 de waargenomen chloorgebiedtelhoeveelheid, W^, in gebied 1 (figuur 3) gegeven door: 7S05053 8 WCL =81¾)¾ +Gx(Pe)xCCLB (1) waarin:
Gx(p^) x = chloortellingen in ¥CB
Gx(PG) x niet-chloortellingen in 5 Gx(Pg) = gasschaalfactor betrokken op de gas- fractie P„ in de strooraleiding wanneer G(o) = 1,0 en G(l) = 0,0.
Een soortgelijke uitdrukking kan worden verkregen voor de zwavelgebiedtelhoeveelheid, ¥g, in gebied 2 voor 10 de teltijd T die eveneens een gedegradeerde chloorcoraponent omvat: ¥s =G±(Pg) x Cg +Gx(Pg) x CSB +Gx(P&) x K x Ccl (2) waarin:
Gx(PG)xCg = zwaveltellingen in ¥g 15 Gx(PG)xCgB = niet-zwavel en niet-chloortellingen in
¥S
Gx(Pg)xK!xCgb= chloortellingen in ¥g K = meetkundige constante
Gx(Pg) = zoals boven gedefinieerd 20 De verhouding R van deze telhoeveelheden wordt gegeven door: R Ξ = (°S+CSB+KxCCl) / (CCL+CCLB> O)
Er dient te worden opgemerkt, dat de verhouding R de gas-schaal constante G(Pg) uitschakelt, De telhoeveelheden 0στ, en C_TT> en de constante K in vergelijking (3) zij» cali-25 bratieconstanten welke gebaseerd zijn op de afstand tussen bron en detector, de sterkte van de bron, de afmeting van de detector en dergelijke en zijn hierdoor onafhankelijk van de waterfractie, LyG, in de vloeibare stromingsfase.
CG in vergelijking (3) is evenredig met het zwavelgehalte 30 van de vloeibare fase van de stroming. Voor een producerende formatie is dezwavelconcentratie Pg in de oliefase in hoofdzaak constant en deze kan nauwkeurig worden bepaald. Ook 79050 53 9 in formaties -waarin geen inlaten van -water of stoom plaatsvindt blijft het zoutgehalte P^ van het water in de formatie in hoofdzaak constant en dit kan eveneens op onafhankelijke wijze nauwkeurig worden bepaald uit een monster 5 van het geproduceerde water. Bij de onderhavige uitvinding werd gevonden, dat deze bekende factoren tezamen met de zwavel en chloortellingen uit de pulshoogte-analysator 26 kunnen worden gebruikt voor het nauwkeurig bepalen van de olie en waterfase van een uit meerfasen bestaande fluidum- 10 stroming terwijl de invloeden worden geëlimineerd van het gas in de stroming op de metingen.
Voor vloeibare fasen met een zoutgehalte P^L^ kleiner dan omstreeks 60.000 ppm chloor, is de mededinging tussen de waterstof-chloorneutronenvangst verwaarloosbaar.
15 Aannemende, dat al het chloor dat zich in de vloeibare fase bevindt in de waterfase is, kunnen de tellingen voor chloor worden uitgedrukt als C0L = Kl/VC (4> waarin^* een meetkundige calibratie constante is.
20 Vanneer op soortgelijke wijze wordt aangenomen, dat al het zwavel dat zich in de vloeibare fase bevindt in de oliefase is, kunnen de tellingen Cg voor zwavel worden uitgedrukt als: cs =a.ps % (i-lwo) (5) 25 waarin $ eveneens een calibratie constante is die bepaald wordt door de meetkundige afmetingen van het stelsel.
Het substitueren van de vergelijkingen (4) en (5) in (3) levertj R = s (1_Lwc) + csb+kpclPlvc J 7 ^cl?i'vc+cclb_7 (6) 30 waarin o( , ^ , K, Cg^ en bekende calibratie constanten zijn en het zwavelgehalte Pg en het zoutgehalte bekende waarden voor de stroming zijn. De waarde van de gemeten verhouding R wordt verkregen uit de gemeten gammastralingstellingen Vg en Vp^, zodat de oliefractie, 1-L^, en de water- 35 fractie, Lwc, van de stroming gemakkelijk kunnen worden bepaald.
790 50 53 10
Voor liet beschouwen van een bepaald voorbeeld, voor een kamer C met een diameter van 60,96 cm (2.4”), een bron S en een detector D van de hierbovenbeschreven soort werden de volgende constanten verkregen: 5 CgB = 2760 cpm °CLB = 3645 Cpm (7) K = 0,73
Qk = 555 cpm per $ zwavel ^ = 5,87 cpm per ppm chloor 10 door gebruikmaking van een chloorgebied van 5»75 - 8,00
MeV en een zwavelgebied van 5»00 - 5,75 MeV.
Figuur 4 toont een grafiek van de gemeten verhouding, R, uit vergelijking (3) (gebruikmakende van constanten uit de vergeli jkingen (7)) uitgezet tegen het wat er gehalte 15 Pql volgens de onderhavige uitvinding voor verschillende waterfracties L^, en een zwavelconeentratie van 1% (=Pg).
Bij bestudering van figuur 1 kan worden ingezien, dat met redelijke nauwkeurigheidr kan worden bepaald wanneer de zoutheidsgraad van het water* bekend is en het produkt 20 LWCxPCL ^ 6.000.
Figuur 5 toont opnieuw een grafiek van R uitgezet tegen P volgens de onderhavige uitvinding maar voor een olie die 5$ zwavel bevat. Het is duidelijk, dat wanneer het zwavelgehalte van de olie toeneemt het interval 25 van zoutgehalten en waterconcentraties waarover kan worden gemeten eveneens toeneemt. Bij Pg = 5$ kan met redelijke nauwkeurigheid worden bepaald voor L^xP^^ 24.000.
De uitvinding is niet beperkt tot de bovenbeschreven 30 uitvoeringsvormen maar strekt zich uit tot alle varianten daarvan.
790 50 53
Claims (11)
1. Werkwijze voor het bepalen van de olie en water-fractie in een fluïdum dat vloeistof en gas bevat en in een leiding stroomt, gekenmerkt doors 5 (a) liet bombarderen van het fluïdum met snelle neutronen die vertraagd worden en daarna betrokken raken bij thermische neutronenvangstreacties met materialen in het fluïdum; (b) het verkrijgen van gammastraal-energiespectra 10 van de materialen als reactie op de vangst van thermische neutronen door de materialen in het fluïdum; (c) het verkrijgen van een meting van de concentratie van chloor in het fluïdum uit de gammastraal-energiespectra; 15 (d) het verkrijgen van een meting van de concentra tie van zwavel in het fluïdum uit de gammastraal-energiespectra; (e) het uit een verhouding van de concentratie van zwavel tot de concentratie van chloor verkrijgen van de 20 olie en waterfracties in het fluïdum.
2, Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de trap van het verkrijgen van de gammastraal-energiespectra het tellen omvat van gammastralen van zwavel in het gebied van 5»0 MeV tot 5>75 MeV. 25
3· Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het ken merk, dat de trap van het verkrijgen van gammastraal-energiespectra het tellen omvat van de gammastralen van chloor in het gebied van 5*75 MeV tot 8,0 MeV.
4. Inrichting voor het bepalen van de olie en water-30 fracties in een fluïdum dat vloeistof en gas bevat en in een leiding stroomt, gekenmerkt doors (a) middelen (5) voor het bombarderen van de vloeistof met snelle neutronen, die vertraagd worden en vervolgens betrokken raken bij thermische neutronenvangst-reac- 35 ties met de materialen in het fluïdum; (b) middelen (D, T, 26) voor het verkrijgen van gamma- 790 5 0 53 straal-energiespectra van de materialen als reactie op de vangst van thermische neutronen door de materialen in het fluidum; (c) middelen (26, 28) voor het verkrijgen van een 5 meting van de concentratie van chloor in het fluïdum uit de gammastraal-energiespectra; (d) middelen (26, 28) voor het verkrijgen van een meting van de concentratie van zwavel in het fluidum uit de gammastraal-energiespectraj en 10 (e) middelen (26, 28) voor het uit een verhouding van de concentratie van zwavel tot de concentratie van chloor verkrijgen van de water en oliefracties in het fluidum.
5· Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk. 15 dat de middelen (D, T, 26) voor het verkrijgen van de spectra middelen omvatten voor het tellen van gammastralen uit zwavel in het gebied van 5,0 MeV tot 5,75 MeV.
6. Inrichting volgens conclusie 4 of 5» met het kenmerk. dat de middelen (D, T, 26) voor het verkrijgen van de 20 spectra middelen omvatten voor het tellen van gammastralen uit chloor in het gebied'van 5,75 MeV tot 8,0 MeV.
7· Inrichting volgens één of meer van de conclusies 4-6, met het kenmerk, dat de middelen (5) voor het bombarderen zijn bevestigd aan de buitenzijde van de leiding 25 (14).
8. Inrichting volgens één of meer van de conclusies 4-6, met het kenmerk, dat de middelen (5) voor het bombat-deren zijn aangebracht in een uitsparing (10) die in het uitwendige van de leiding (14) is gevormd. 30
9· Inrichting volgens een of meer van de conclusies 4-8, met het kenmerk, dat de middelen (d) voor het verkrijgen van de gammastraalspectra zijn bevestigd aan de buitenzijde van de leiding (l4).
10. Inrichting volgens één of meer van de conclusies 35 4-8, met het kenmerk, dat de middelen (ü) voor het verkrijgen van de gammastraalspectra zijn aangebracht in een uitsparing 790 5 0 53 (12) die in het uitwendige van de leidirtg (l4) is gevormd.
11. Inrichting volgens één of meer van de conclusies 4-10, met het kenmerk, dat de middelen (5) voor het bombarderen zijn bevestigd aangrenzend van een raffinaderij-5 leiding voor voedingsvoorraad of aangrenzend van een putkop- leiding bij een oliebron of aangrenzend van een leiding bij een iaadsteiger of aangrenzend van een leiding voor af valf luidtun · 79050 53
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US92056878 | 1978-06-29 | ||
| US05/920,568 US4200789A (en) | 1978-06-29 | 1978-06-29 | Measuring oil and water cuts in a multiphase flowstream with elimination of the effects of gas in determining the liquid cuts |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL7905053A true NL7905053A (nl) | 1980-01-03 |
Family
ID=25443970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL7905053A NL7905053A (nl) | 1978-06-29 | 1979-06-29 | Werkwijze en inrichting voor het meten van de olie- en waterfractie in een meer fase stroming met elimi- natie van de invloeden van gas bij de bepaling van de vloeistoffracties. |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4200789A (nl) |
| JP (1) | JPS559193A (nl) |
| CA (1) | CA1112770A (nl) |
| DE (1) | DE2916258A1 (nl) |
| FR (1) | FR2430006A1 (nl) |
| GB (1) | GB2024411B (nl) |
| NL (1) | NL7905053A (nl) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4514627A (en) * | 1982-02-24 | 1985-04-30 | Texaco Inc. | Petroleum stream analyzer |
| CA1225166A (en) * | 1984-09-06 | 1987-08-04 | Majesty (Her) In Right Of Canada As Represented By Atomic Energy Of Canada Limited/L'energie Atomique Du Canada Limitee | Method and apparatus for determining the properties of wet steam |
| US4924099A (en) * | 1986-12-15 | 1990-05-08 | Exxon Production Research Company | Method and apparatus for monitoring a flowstream |
| JPH0667964B2 (ja) * | 1987-03-18 | 1994-08-31 | 太陽化学株式会社 | 易溶性キサンタンガムの製造法 |
| US4891969A (en) * | 1988-07-07 | 1990-01-09 | Wayland J Robert | Oil/water ratio measurement |
| US5416320A (en) * | 1993-06-08 | 1995-05-16 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Chlorinated hydrocarbon sensor for cone penetrometer |
| CA2252837C (en) * | 1996-05-02 | 2008-06-03 | Walter Fredericus Johannes Slijkerman | Method and meter for measuring the composition of a multiphase fluid |
| AU7818698A (en) * | 1997-06-13 | 1998-12-30 | Lockheed Martin Energy Research Corporation | Neutron modulation-activation for fissile material flow velocity and fissile content measurement |
| US6164308A (en) * | 1998-08-28 | 2000-12-26 | Butler; Bryan V. | System and method for handling multiphase flow |
| US6234030B1 (en) | 1998-08-28 | 2001-05-22 | Rosewood Equipment Company | Multiphase metering method for multiphase flow |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2983817A (en) * | 1956-07-23 | 1961-05-09 | Gulf Research Development Co | Neutron-capture, gamma-ray prospecting method |
| US3240938A (en) * | 1960-10-14 | 1966-03-15 | Texaco Inc | Radioactivity well logging for determining the presence of hydrogen and chlorine |
| US3263082A (en) * | 1963-06-17 | 1966-07-26 | Mobil Oil Corp | Geological prospecting comprising directional irradiation and detection |
| US3521064A (en) * | 1967-02-17 | 1970-07-21 | Schlumberger Technology Corp | Analysis of gamma ray energy spectrum for constituent identification |
| GB1585305A (en) * | 1976-12-06 | 1981-02-25 | Texaco Development Corp | Detection of impurities in fluid flowing in refinery pipeline or oil production operations using nuclear techniques |
-
1978
- 1978-06-29 US US05/920,568 patent/US4200789A/en not_active Expired - Lifetime
-
1979
- 1979-04-21 DE DE19792916258 patent/DE2916258A1/de not_active Withdrawn
- 1979-05-08 GB GB7915934A patent/GB2024411B/en not_active Expired
- 1979-06-14 CA CA329,745A patent/CA1112770A/en not_active Expired
- 1979-06-28 FR FR7916739A patent/FR2430006A1/fr active Granted
- 1979-06-29 JP JP8157079A patent/JPS559193A/ja active Pending
- 1979-06-29 NL NL7905053A patent/NL7905053A/nl not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4200789A (en) | 1980-04-29 |
| JPS559193A (en) | 1980-01-23 |
| GB2024411B (en) | 1983-04-27 |
| FR2430006B1 (nl) | 1985-03-01 |
| CA1112770A (en) | 1981-11-17 |
| GB2024411A (en) | 1980-01-09 |
| FR2430006A1 (fr) | 1980-01-25 |
| DE2916258A1 (de) | 1980-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4209695A (en) | Detection of impurities in fluid flowing in refinery pipeline or oil production operations using nuclear techniques | |
| US2873377A (en) | Method of analyzing compositions | |
| US3202822A (en) | Method of determining density utilizing a gamma ray source and a pair of detectors | |
| US4365154A (en) | Detection of impurities in a fluid containing free gas using nuclear techniques | |
| US8718230B2 (en) | Method and system for determining the constituent content of a multiphase fluid | |
| US5525797A (en) | Formation density tool for use in cased and open holes | |
| NL7905053A (nl) | Werkwijze en inrichting voor het meten van de olie- en waterfractie in een meer fase stroming met elimi- natie van de invloeden van gas bij de bepaling van de vloeistoffracties. | |
| EP2726828B1 (en) | Level measurement method and apparatus | |
| US20090161823A1 (en) | Apparatus and Method for Fluid Phase Fraction Determination Using R-Rays Optimized for Wet Gas | |
| EA005791B1 (ru) | Устройство для определения и/или контроля плотности и/или уровня заполнения емкости загруженным материалом | |
| EP0628165B1 (en) | Analysis of drilling fluids | |
| US6548814B1 (en) | Arrangement and a method for measuring level, interface level and density profile of a fluid in tanks or containers | |
| EP0645520B1 (en) | A method of measuring the velocity of liquid flow | |
| NL7905054A (nl) | Werkwijze en inrichting voor het bepalen van de water- fractie en het zoutgehalte van water in een olie en water bevattende vloeistofstroming door het meten van het zwavelgehalte van de geproduceerde olie. | |
| Goett et al. | Optical attenuation measurements in metal-loaded liquid scintillators with a long-pathlength photometer | |
| US3508047A (en) | Method and apparatus for the accurate analysis of hydrocarbon material using a multiple of radiation sources | |
| Wróżowa et al. | Measurements of picosecond lifetimes by time correlated single photon counting method: The effect of the refraction index of the solvent on the instrument response function | |
| CA1160364A (en) | Device for determining the proportions by volume of a multiple-component mixture by irradiation with several gamma lines | |
| CA1088680A (en) | Detection of impurities in fluid flowing in refinery pipeline or oil production operations using nuclear techniques | |
| WO2010133875A1 (en) | Sand monitor | |
| CN116008224A (zh) | 光学吸收法测原油含水率的方法、应用及误差检测方法 | |
| Smith et al. | Measuring oil and water cuts in a multiphase flowstream with elimination of the effects of gas in determining the liquid cuts | |
| Smith et al. | Determining the water cut and water salinity in an oil-water flowstream by measuring the sulfur content of the produced oil | |
| Arnold et al. | Method and apparatus for analysis of a multiphase fluid containing liquid and a free gas | |
| KR810000402B1 (ko) | 중성자 펄스에 의한 지층 탐사방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A85 | Still pending on 85-01-01 | ||
| BV | The patent application has lapsed |