本发明涉及一种对油田油井的产出液进行含油 量计量的方法及 其装置。 具体地讲， 就是一种罐式的对油井产出液进行多相分离、 逐 层检测的方法及装置。

背景技术

在油田的生产过程中， 从油井采出的原液， 是一种由原油、 水、 伴生气构成的混合液， 可筒称为油井产出液。 在将油井产出液输送到 油田联合站进行集中处理前， 需要对其按油、 水、 气三相组份进行计 量， 筒称单井计量， 特别是对油井的产油量进行计量， 从而及时掌握 各油井的生产工况， 合理进行生产调度。

油田现有的单井计量技术， 主要包括计量分离罐间歇计量技术、 两相分离连续计量技术和三相分离连续计量技 术。 其中， 两相分离连 续计量技术， 如中国专利 200610105004. 1 , 200320125135. 8分别提 出的技术方案， 结构较紧凑， 但对油井产油量的计量误差太大， 且无 法验证； 三相分离连续计量技术， 如中国专利 200420022701. 7所提 出的技术方案， 其对油井产油量的计量误差明显降低， 但结构复杂、 造价高、 操作困难， 而且， 其对油井产油量的计量误差也不易验证。

因此，油田现在大量应用的油井计量装置仍然 是计量分离罐间歇 计量技术， 如中国专利 CN98222454. 0所介绍的技术方案， 其设有一 个立式的分离罐， 在分离罐的上部、 下部、 顶部， 分别设有油井产出 液输入管路、液体输出管路、气体输出管路， 在油井产出液输入管路、 液体输出管路、 气体输出管路上分别设有进液阀、 排液阀、 排气阀， 在计量分离罐上还设有用于测量罐内液面高度 的液面仪；在分离罐内 部液体排空后， 打开气体输出阀和油井产出液输入阀， 关闭液体输出 阀， 同时开始计时， 进入计量分离罐的油井产出液在罐内进行气、 液 分离， 所分离出的气体经气体输出管路外输， 液体在液面仪的监测下 逐渐沉积在计量分离罐的下部， 在液面达到液面仪指示的某个高度 后， 停止计时， 随后就可以计算出计时时间内油井的产液量， 然后， 用人工从井口取样的方式，检测出液体的含油 率或者含水率， 最后得 出原油和水各自的产量。

该技术方案的优点是结构筒单、造价低廉， 可以方便地计量出计 时时间内或者单位时间内油井的产液量，但却 不能同时计量出计时时 间内原油和水各自的产量， 需要通过油井采样， 人工测含水率的方式 推算出油井的原油产量， 由于采样时间和油样本身具有很大的不确定 性， 所以， 不但油井计量的时间长、 劳动强度大， 计量的精度也无法 保证， 仍然不能满足油田对油井计量的要求。 发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的 不足， 提供一种 方法筒单， 操作可靠， 利用计量分离罐， 在计时时间内计量出油井产 液量的同时， 计量出原油、 水各自的产量； 计量误差小， 而且可以进 行验证的油井产出液含油量计量方法及装置。 根据本发明的一个实施例，提供了一种产出液 含油量计量方法， 包括：

将油井产出液通过输入管路输入一个立式的分 离罐， 以便聚集 并进行油水沉降分层， 形成位于分离罐体中部的乳化油层和位于下 部的游离水层；

沿着垂直方向将分离罐中的液体体积分成水平 方向上的多个液 体层， 每个液体层的体积是预设的；

使用油水组分测量仪探头对每个液体层的含油 率进行测量； 根据所测得的每个所述液体层的含油率以及每 个预设的所述液 体层的体积， 获得所述多个液体层所对应的体积的含油量。

此外， 根据本发明的一个实施例，还提供了一种油井 产出液含 油量计量装置， 包括一个立式的分离罐， 在分离罐的上部、 下部、 顶 部分别设有油井产出液输入管路， 液体输出管路、 气体输出管路， 在 油井产出液输入管路、 液体输出管路、 气体输出管路上分别设有进液 阀、 排液阀、 排气阀； 其特征是： 所述分离罐垂直方向的不同规定高 度上， 安装有多个油水组份测量仪探头。

上述的油井产出液输入管路可以设置在分离罐 体的任何部位，如上 部、 中部、 下部等， 但从简化设计、 方便三相介质分离角度考虑， 优选 设置在分离罐体的上部。

所述的油水组份测量仪探头可以是射线式、高 频或微波吸收式、 电容或阻抗式等。

所述的油水组份测量仪探头可以侧部安装， 也可以顶部安装， 其 在垂直方向上可以不在一个平面内。

所述的油水组份测量仪探头与液面仪可以分散 设置在分离罐上， 也可以集成为一体。 在具体工作时， 多个油水组份测量仪探头在垂直 方向上布满位于分离罐体中部的乳化油层， 并向下延伸进入游离水 层、 向上延伸进入气体层；

为了便于描述， 我们将分离罐在垂直方向上大体分为三部分， 即 位于底部的集水仓、 中部的集油仓和上部的集气仓。

对于计量含水较高的油井产出液，为了保证产 油量的计量精度不 降低， 在进行油井计量时，要求位于分离罐体中部的 乳化油层必须达 到规定的厚度， 这就要求所述的分离罐体必须具有足够的高度 ， 从而 为位于下部的游离水层提供足够大的空间， 这就增加了装置的造价， 同时减少了装置对场地的适应能力。为此，本 发明所提出的技术方案， 特别设计了一个中部横向缩小的分离罐体，即 所述的分离罐体中部的 横向截面积为所述分离罐体下部的横向截面积 的 5%至 80%,在立式分 离罐体的高度不增加的条件下， 明显增加了可测量乳化油层的厚度， 提高了原油计量的精度。

本发明所提出的技术方案， 在气体输出管路上， 还可以设置一个 气体流量计，用于测量约定时间段内油井的气 体产量，实现对油、水、 气的三相计量。

为了进一步提高油井计量的精度和方便性，本 发明所提出的技术 方案还可以设有一个数据处理与控制单元，所 述的数据处理与控制单 元分别与所述的液面仪、 多个油水组份测量仪探头、 气体流量计以及 位于各管路上的多个电动阀门等电连接。所述 的数据处理与控制单元 分别控制各电动阀门的工作， 快速处理采集到的各种数据， 及时给出 被测油井的计量结果。

本发明所提出的技术方案带来的有益效果是：

第一， 本发明所提出的技术方案， 在利用筒单的计量分离罐实现 对油井产出液体量进行计量的同时，通过在分 离罐垂直方向的不同规 定高度上， 安装的多个油水组份测量仪探头， 能够依次对探头所在的 水平液体层进行实时地含油率测量， 实现了对原油净产量的计量， 满 足了油田生产的现实需求。

第二， 通过提出一个中部缩径的立式分离罐体， 相应地提高计量 油层的高度， 在液面仪、 油水组份测量仪等仪表精度一定的条件下， 可以进一步地提高计量分离罐的计量精度， 减小原油产量的计量误 差， 特别适合于对高含水、 间歇出油等复杂油井的计量。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步描述。

图 1是根据本发明的一个实施例的示意图，多个� �水组份测量仪 探头采用了侧装结构。

图 2是本发明的一个实施例的另一个结构示意图� �多个油水组份 测量仪探头采用了顶装结构。

图 3 是本发明的实施例的一个采用分离罐体中部横 向缩径结构 的示意图， 液面仪和多个油水组份测量仪探头采用了集成 顶装结构。

图 4是本发明的一个实施方案的示意图。

图 5是本发明的另外的实施方案示意图。

图 6是本发明使用的探头的一个实施例的结构示� �图。

图 7 是本发明使用的探头的一个实施例的第二电极 的结构示意 图。

图中标号是： 1、分离罐体， 101、 分离罐体下部的集水仓， 102、 分离罐体中部的集油仓， 103、 分离罐体上部的集气仓； 2、 油井产出 液输入管路， 201、 手动进液阀， 202、 电动进液阀； 3、 液体输出管 路， 301、 手动排液阀， 302、 电动排液阀； 4、 气体输出管路， 401、 手动排气阀， 402、 电动排气阀； 5、 液面仪； 6、 多个油水组份测量 仪探头， 601、 602、 603... .... . 油水组份测量仪探头； 7、 数据处理 与控制单元； 56、 多个油水组份测量仪探头与液面仪集成装置； 8、 气体流量计 303、 液体流量计； 304、 在线式油水组分仪； 305、 质量流量计； 306、 排液泵； G601、 G602、 G603……， 与油水组份 测量仪探头相对应的取样口； F601、 F602、 F603……， 与各个取样口 对应到取样阀； 701、 电子显示屏； D1.第一电极， D2.第二电极， D3. 支承连接体， D4.隔离绝缘件， D5.信号及数据处理单元， D6.电气保 护壳体， D101.段分极， D102.绝缘固定件, D103.段分极引线， D104. 绝缘层， D105.段信号测量线路， D106.数据传输总线， D201.第二电 极引线， D202.连接件， D401.隔离绝缘封头， D402.隔离绝缘堵头， D501.电子开关， D502.公用段信号测量线路。 具体实施方式

根据本发明的一实施例， 提供了一种油井产出液含油量计量方 法， 包括将油井产出液通过输入管路输入一个立式 的分离罐， 以便聚 集并进行油水沉降分层，形成位于分离罐体中 部的乳化油层和位于下 部的游离水层；沿着垂直方向上将分离罐中的 液体体积分成水平方向 上的多个液体层， 每个液体层的体积是预设的； 使用油水组分测量仪 探头对每个液体层的含油率进行测量；根据所 测得的每个所述液体层 的含油率以及每个预设的所述液体层的体积， 获得所述多个液体层所 对应的体积的含油量。 在一个实施例中，油井产出液首先通过输入管 路输入一个立式的 分离罐，在分离罐内进行气、液分离后，在分 离罐体上部形成气体层， 气体经上部的气体输出管路外输，液体在排液 阀关闭的分离罐内聚集 并进行油水沉降分层，形成位于分离罐体中部 的乳化油层和位于下部 的游离水层； 通过分离罐上设有的液面仪测量罐内液面高度 ； 在液面 达到要求高度后， 记录油井产出液输入时间 T; 在分离罐垂直方向的 不同规定高度上， 安装有多个油水组份测量仪探头， 各探头测量其所 在液体层的含油率 η i , 设定相邻探头中间水平面为一液体层的上界 面或下界面， 根据分离罐的结构尺寸和探头的安装设定， 确定各探头 所在液体层的厚度 ^ 、 水平截面积 Si , 计算各探头所在液体层的含 油量体积 V _i , 各探头所在液体层的含油量体积相加， 得出进液时间 T内油井的产油量体积 V 油 。

该技术具体描述如下。 油井产出液通过输入管路输入一个立式 的分离罐， 在分离罐内进行气、 液分离后， 在分离罐体上部形成气体 层， 气体经上部的气体输出管路外输， 液体在排液阀关闭的分离罐内 聚集并进行油水沉降分层，形成位于分离罐体 中部的乳化油层和位于 下部的游离水层； 分离罐上设有液面仪， 用于测量罐内液面高度； 在 分离罐垂直方向的不同规定高度上， 还设有多个油水组份测量仪探 头， 在液面以下被液体完全覆盖的每一个油水组份 测量仪探头 ， 在 垂直方向上， 定位了一个将其包含其中， 其含油率^可以被所述油 水组份测量仪探头测得的数据所代表的有一定 厚度 hi的水平液体层， 相邻的水平液体层相互无缝对接， 所述的水平液体层的上、 下液面， 取决于其所包含的油水组份测量仪探头与相邻 的上、下探头各自的高 度尺寸及其在垂直方向上的测量范围，每个水 平液体层的上液面与其 下液面的高度差， 就是该水平液体层的厚度 ^ , 理想情况下， 在垂 直方向上， 每个油水组份测量仪探头所测量的范围是一样 的， 相邻两 个油水组份测量仪探头之间的距离也均等， 这时， 每个水平液体层的 厚度 ^就是相邻两个探头中心点之间的高度差；相� �的油水组份测量 仪探头之间的垂直距离应尽可能小， 以提高油水测量的精度， 多个油 水组份测量仪探头在垂直方向上布满位于分离 罐体中部的乳化油层， 并向下延伸进入游离水层、 向上延伸进入气体层；

在所述的液面仪监测到分离罐内的液面达到要 求高度后，立即开 始读数或者将油井产出液通过阀门转输到短路 管道上后开始读数，这 些读数包括进液时间 T、 液面总高度 Η、 各个水平液体层的含油率 η i 等， 由于所述分离罐的结构尺寸是已知的， 读出了液面总高度 H , 就 得出了进液时间 T内油井的产液量体积 V； 对于各个通过油水组份测 量仪探头定位的水平液体层 i ,从最下端的 η i为零的水平液体层，到 液面下的第一个完整的水平液体层 n , 其含油率^ 、 厚度 ^ 、 水 平截面积 S i都是已知的，而从总液面到液面下的第一个� �整层 n有一 个不完整的水平液体层 n+1 , 其高度为液面总高度 H减去第 n层的上 液面高度 H _n _t , 其液体含油率近似为第 n层的含油率 η _η , 因此， 各 个完整水平液体层的含油量体积 V _i 与最上面一层不完整的水平液体 层的含油量体积 v _n+1 都可以通过计算得出，以上各个水平液体层的 含 油量体积相加， 就得出了进液时间 T内油井的产油量体积 V 油

η η

V 油= X Si hi η i + S _n+1 η _n ( H - 上）

η _; =0

这样， 我们在计量出油井在计时时间内的产液量的同 时， 也计量 出了相应的产油量。

本次计量结束后， 关闭排气阀， 打开排液阀、 进液阀， 将分离 罐内的液体排空后， 即可进行下一次计量。

为了便于描述， 我们将上述分离罐在垂直方向上大体分为三部 分， 即位于底部的集水仓、 中部的集油仓和上部的集气仓。

另夕卜， 对于计量含水较高的油井产出液， 为了保证产油量的计量 精度不降低， 在进行油井计量时，要求位于分离罐体中部的 乳化油层 必须达到规定的厚度， 这就要求所述的分离罐体必须具有足够的高 度， 从而为位于下部的游离水层提供足够大的空间 ， 这就增加了装置 的造价， 同时减少了装置对场地的适应能力。 为此， 本发明所提出的 技术方案， 特别设计了一个中部横向缩小的分离罐体， 即所述的分离 罐体中部的横向截面积为所述分离罐体下部的 横向截面积的 5%至 80%, 在立式分离罐体的高度不增加的条件下， 明显增加了可测量乳 化油层的厚度， 提高了原油计量的精度。

下面结合附图和实例， 对本发明实现装置作进一步地描述。

实例 1 :

如图 1所示， 一种油井产出液含油量计量装置， 设有一个立式的 分离罐 1 , 在分离罐 1的上部、 下部、 顶部分别设有油井产出液输入 管路 2 ,液体输出管路 3、气体输出管路 4 ,在油井产出液输入管路 2、 液体输出管路 3、气体输出管路 4上分别设有进液阀 201、排液阀 301、 排气阀 401 ; 在分离罐上还设有监测液面的液面仪 5 , 其特征是： 在 所述的分离罐 1上还设有多个油水组份测量仪探头 6 , 能够依次或者 同时对探头所在的水平液体层进行含油率或者 含水率测量，所述的油 水组份测量仪探头 6侧装在分离罐 1上； 在垂直方向上， 每个油水组 份测量仪探头如 601、 602等， 其高度尺寸明确， 相邻的油水组份测 量仪探头测量的数据所代表的液体层相互对接 。

上述的油井产出液输入管路可以设置在分离罐 体的任何部位，如上 部、 中部、 下部等， 但从简化设计、 方便三相介质分离角度考虑， 优选 设置在分离罐体的上部。

组成多个油水组份测量仪探头 6的油水组份测量仪探头，如 601、 602等， 每个探头独立地完成所在水平油水层的含油率 测量， 所测得 的含油率应能够代表所在水平液体层的平均含 油率。

相邻的油水组份测量仪探头测量的数据所代表 的液体层相互对 接，即 601所在的油水层的下界面应与 602所在的油水层的上界面重 合； 602所在的油水层的下界面应与 603所在的油水层的上界面重合 等， 在垂直方向上， 无论每个油水组份测量仪探头 i的实际测量高度 是多少， 由其定义的液体层的厚度 hi可大可小， 以其所测量的含油率 η i能够代表所在油水层 i的含油率为准， 作为一个优选的例子， 可 以使得油水组分测量仪探头的测量高度与所述 每个液体层的厚度 基本上相等。

所述的油水组份测量仪探头可以是射线式、 高频或微波吸收式、 电容或阻抗式等，各个油水组份测量仪探头与 其数据处理及显示模块 之间， 既可以是一对一的连接， 也可以是多个油水组份测量仪探头共 用一个数据处理及显示模块， 这些已被本技术领域的技术人员所共 知。

实例 2 :

如图 2所示， 一种油井产出液含油量计量装置， 其特征是所述的 油水组份测量仪探头 601、 602、 603 等， 顶装在分离罐 1上， 其它特征与实例 1相同。

实例 3:

一种油井产出液含油量计量装置，其特征是所 述的油水组份测量 仪探头 601、 602、 603 等， 与液面仪 5集成为一个装置 56 , 并且顶装在分离罐 1上， 其它特征与实例 1相同。 优选地， 液面不高 于集油仓的顶部。

实例 4 :

如图 3所示， 一种油井产出液含油量计量装置， 其特征是， 所述 分离罐体下部的集水仓 101、中部的集油仓 102的横向截面均为圓形， 所述集油仓 102横向截面的直径是集水仓 101横向截面的直径的二分 之一， 所述集油仓 1 02的高度是集水仓 101高度的五分之三， 其它特 征与实例 3相同。 优选地， 液面不高于集油仓的顶部。

实例 5 :

如图 3所示， 一种油井产出液含油量计量装置， 其特征是， 所述 分离罐体下部的集水仓 101、中部的集油仓 102的横向截面均为圓形， 所述集油仓 102横向截面的直径是集水仓 101横向截面的直径的三分 之一， 其它特征与实例 4相同。

实例 6:

如图 2所示， 一种油井产出液含油量计量装置， 其特征是， 设有 一个数据处理与控制单元 7 , 所述的数据处理与控制单元 7分别与所 述的液面仪 5、 各个油水组份测量仪探头 601、 602、 603 ··· ··· .、 气体 流量计 8以及位于各管路上的电动进液阀 202、 电动排液阀 302、 电 动排气阀 402等电连接。所述的数据处理与控制单元 7分别控制各电 动阀门的工作， 快速处理采集的各种数据， 及时给出被测油井的计量 结果。 其它特征与实例 2相同。

实例 7:

如图 4所示. 一种油井产出液含油量计量装置，其特征是在 所述的分离罐体侧壁与多个油水组份测量仪探 头 601、 602、 603…… 相对应的位置分别设有相应的取样管路 G601、 G602、 G603……， 在 每个取样管路上分别设有相应的阀门 F601、 F602、 F603……， 用于 验证各个油水组份测量仪探头测量液体含水率 或者含油率的误差； 同 时 ,设有一个与各个油水组份测量仪探头电连接� �够显示各个油水 层含水率或者含油率的电子显示屏 701。 在臉证各个油水组份测 量仪探头测量液体含水率或者含油率的误差时 ，将用仪器测量得出的 取样液体的含水率与所述电子显示屏显示的相 应液体层的含水率 进行比较， 从而得出所述油水组份测量仪探头的测量误差 。 所述的 电子显示屏可以是液晶形式， 也可以是 LED或其它形式。

实例 8:

图 5所示。 一种油井产出液含油量计量装置， 其特征是在排 液管路 3上设有一支液体流量计 303， 在计量含水率超高的油井 时， 为了使集油仓 102内乳化油层保持足够的高度， 可以在向分 离罐体进液的过程中，控制通过排液管路从集 水仓 101排出若干 游离水，排出的这部分游离水由设在排液管路 3上的流量计进行 计量， 在计量油井的产液量时将其计算在内， 从而保证了整体上 对油井产油量的计量精度， 其它特征与实例 2 (或者 6)相同。

实例 9:

一种油井产出液含油量计量装置，其特征是在 排液管路 3上 设有相互串接的一支液体流量计 303 及一支在线式油水组分仪 304, 液体流量计 303、 在线式油水组分仪 304， 分别与数据处理 及控制单元 7 电连接。 在这里， 也可以用一质量流量计 305代 替液体流量计 303与在线式油水组分仪 304的组合。本技术方案 可以提供本油井产出液含油量计量装置额外的 连续量油功能，其 它特征与实例 2 (或者 6)相同。

实例 10:

如图 5所示， 一种油井产出液含油量计量装置， 其特征是在 排液管路 3上设有一台排液泵 306， 在油井产出液含油量计量装 置完成某口油井的计量后， 可以不依赖油井产出液中的伴生气， 通过排液泵 306进行快速排液，提高了油井产出液含油量计 量装 置的计量效率和适用范围， 其它特征与实施例 2 (或者 6)相同。

在上述的实例中， 图 2-图 5中的油水组份测量仪探头可以采 用本发明人在 2011 年 6 月 2 日提交中国专利局、 申请号为 201120198393. 3 并且发明名称为 "一种组合式含水测量装置" 的中 国专利申请以及 2011 年 6 月 2 日提交中国专利局、 申请号为 201110158124. 9 并且发明名称为 "一种组合式含水测量装置" 的中 国专利申请中公开的组合式电极结构的探头。 在采用该组合式电极结 构的探头的情况下，实例 3中所涉及的液面仪和油水组份测量仪探头 601、 602、 603的的集成装置 56可以仅通过该组合式电极结构的探 头本身实现， 因为该探头本身就可以实现对液面的测量。 上述探头 的结构描述如下。

如图 6所示， 本技术涉及的组合式含水测量装置， 用于测量多相 混存介质罐内单相介质的净含量。本实施例是 用于测量含水的多相混 存介质在所存的罐内， 各水平介质层中含水率， 因此， 也称为含水分 析仪阵列。 其包括信号及数据处理单元 D5、 支承连接体 D3、 伸入容 器内与多相介质相接触的传感器、 隔离绝缘件 D4、 电气保护壳体 D6 等， 所述的传感器由在竖直方向上相互平行、在水 平方向上彼此间隔 绝缘的第一电极 D1和第二电极 D2组成， 其中：

第一电极 D1在竖直方向上由一组管状、 相互独立的导电段分极

D101组成， 所述的段分极 D1 01之间通过绝缘固定件 D102相互固定 并绝缘， 各段分极 D101导电的外侧表面的横向形状、 尺寸相同， 并 通过位于段分极 D101内侧的段分级引线 D1 03与信号及数据处理单元 D5电连接。

整个第一电极 D1的外侧包裹一层均匀的绝缘层 D104 , 用于将各 段分极 D1 01与被测介质隔离开来， 同时 ， 又不会引起各段分极测量 信号的畸变。

第二电极 D2在竖直方向上伴随第一电极 D1 , 位于第一电极 D1 与第二电极 D2之间， 介质可以自由进出的空间即为传感器的测量空 间， 在与第一电极 D1相对的导电的一侧， 第二电极 D2在各高度的横 向结构相同、 尺寸一致， 并且留有方便介质进出测量空间的通道、 整 体上与信号及数据处理单元 D5电连接。

本发明的组合式含水测量装置， 在水平方向上， 第二电极 D2部 分或者完整地环绕第一电极 1 ; 在竖直关系上， 第一电极 D1 与第二 电极 D2的相互平行。 第一电极 D1与第二电极 D2通过隔离绝缘件 D4 隔离固定在一起构成传感器的探测极，即第一 电极 1与第二电极 2上 端通过隔离绝缘封头 401 , 下端通过隔离绝缘堵头 402隔离固定。

所述的信号及数据处理单元 D5、 传感器的探测极、 电气保护壳 体 D6等通过支承连接体 D3连接在一起。

本发明所设置的第二电极 D2 , 可以由至少一支横向结构相同， 竖向与第一电极 D1平行的管状或棒状的导电体并联而成， 若干支管 状或棒状的导电体 D2通过连接件 D202连接在一起， 在水平方向上， 第二电极部分或者完整地环绕第一电极；也可 以采用侧面均勾开孔的 圓筒状结构，开孔的方式要保证第二电极与第 一电极上每一个段分极 相对的部分的结构和面积应是大体一致的。 第二电极 D2通过第二电 极引线 D201整体上与信号及数据处理单元 D5电连接。

采用管状或者棒状并联构成第二电极的好处是 ，管状或者棒状的 电极表面容易处理得比较光滑， 而且， 可以保证每支管状或者棒状的 电极在测量区间的竖直方向上没有阻挡介质运 动的凸出点，从而最大 限度的减少了挂料的影响；这在测量具有较高 粘度的原油乳化液时具 有重要意义。

在分离罐内处于稳定或平衡状态的多相混存介 质是呈分层状态 分布的， 这是本发明所提出技术方案成立的前提条件， 位于第一电极 D1上的各个段分极 D1 01与第二电极 D2的相对部分构成了段传感器 或者叫做含水测量探头， 由各个段传感器与相应的段信号测量线路 105配合测量得到的电信号， 如电容、 阻抗等， 其性质和大小是不同 的， 信号及数据处理单元 5正是根据各个段分极 D101输送来的电信 号差别判断其所在介质层的性质， 并进一步得出其含水率， 这就要求 每个段传感器的信号与其所在介质层的关系尽 可能大，而与相邻介质 层的关系尽可能小， 如图 6所示， 经过论证， 这个关系的大小， 取决 于第一电极 D1与第二电极 D2之间的最小距离 d与段分极 D101的竖 直高度 h之比 d/h, 筒称为宽 /高比 d/h, 所述的宽 /高比 d/h越大， 每个介质层所对应的段传感器的信号受相邻介 质层的影响就越大，反 之， 则受相邻介质层的影响就越小。 经过大量的实验验证， 考虑到传 感器在第一电极 D1和第二电极 D2之间的挂料问题，两个电极之间的 最小距离 d又不能太小，一般情况下第一电极与第二电� �之间的距离 应小于段分极在竖直方向上的高度 h, 优选的方案是， 每个段分极的 竖直高度在 10至 400毫米之间， 两个电极之间的最小距离 d在 5至 300毫米之间。

相邻段分极之间的间隔可以设置成 0. 3匪， 最大不要超过段分级 高度。

构成第一电极的段分极 D101在竖直方向上的高度， 可以根据应 用场合测量精度的要求不同选择相应的尺寸， 各段分极 D101其高度 理论上可以不同， 但优选的方案是采用相同的高度， 从而筒化数据的 处理。

在本发明所提供的技术方案中， 设置了一个将第一电极 D1均匀 包裹起来的外绝缘层 D104 , 其作用是将第一电极 D1与可能导电的被 测介质隔离开来， 并减少组装传感器的工艺复杂性。 其在电气上的影 响相当于给被测介质串接上了一个寄生的电容 性阻抗元件，按照电子 学原理，这个寄生的电容与被测介质的容性阻 抗串联的结果是其中较 小者占优势， 由于含水的被测介质的相对介电系数一般是比 较大的， 一般都大于 3 , 所以， 与这个寄生电容相比， 被测介质的容性阻抗是 比较大的，为了减少这个寄生电容性阻抗的影 响，需要外绝缘层 D104 的厚度应该尽可能薄， 如厚度小于 1. 5 毫米； 或者， 虽然外绝缘层 D104 的厚度较大， 但所使用绝缘材料的相对介电系数也较大， 如使 用橡胶、掺杂钛酸钡的环氧树脂、塑料等， 其相对介电系数均大于 3 , 以尽可能地增加外绝缘层的容性阻抗， 从而最大程度上减少了寄生 阻抗的影响。 根据具体情况， 使用小于 3的介电系数的材料也是可 能的， 例如， 在一个实施例中， 使用了介电系数为 2的材料聚四 氟乙婦。

设置所述的外绝缘层 D1 04的具体工艺可以用喷涂的办法或者注 塑的方式，在所述的第一电极 D1表面完整地涂布一层均匀的绝缘层； 也可以预制一种与所述的第一电极 D1配合良好、分布均勾的绝缘管， 套在第一电极上， 管口采取必要的密封措施。 本发明的一个实施例采用了厚度仅为 0. 3毫米，相对介电系数小 于 3的氟塑料膜作为外绝缘层 D1 04 , 其通过注塑的方式， 紧密附着 在第一电极的外侧。

本发明的另一个实施例采用了厚度达 2. 5毫米，但相对介电系数 也高达 30的陶瓷管作为外绝缘层 D1 04 , 其通过紧密套装的方式设在 第一电极的外侧， 管口采用密封胶进行密封。

根据不同的材料， 可以使用不同厚度的绝缘膜。 例如， 在一个 实施例中， 使用了 3匪的绝缘膜。

本发明所述的外绝缘层 D1 04还可以采用橡胶管或塑料管， 其通 过紧密套装的方式设在第一电极的外侧。

本发明所设置的第二电极 D2 , 可以是如图 7所示的， 由至少一 支横向结构相同，竖向与第一电极 1平行的管状或棒状的导电体并联 而成，若干支管状或棒状的导电体 2通过连接件 202连接在一起， 在 水平方向上， 第二电极部分或者完整地环绕第一电极； 也可以采用侧 面均匀开孔的圓筒状结构，开孔的方式要保证 第二电极与第一电极上 每一个段分极相对的部分的结构和面积应是大 体一致的。 第二电极 D2通过第二电极引线 D201整体上与信号及数据处理单元 D5电连接。

采用管状或者棒状并联构成第二电极的好处是 ，管状或者棒状的 电极表面容易处理得比较光滑， 而且， 可以保证每支管状或者棒状的 电极在测量区间的竖直方向上没有阻挡介质运 动的凸出点，从而最大 限度的减少了挂料的影响；这在测量具有较高 粘度的原油乳化液时具 有重要意义。 附记 1、 一种油井产出液含油量计量方法， 其特征是： 油井产 出液通过输入管路输入一个立式的分离罐， 在分离罐内进行气、 液分 离后，在分离罐体上部形成气体层，气体经上 部的气体输出管路外输， 液体在排液阀关闭的分离罐内聚集并进行油水 沉降分层，形成位于分 离罐体中部的乳化油层和位于下部的游离水层 ；通过分离罐上设有的 液面仪测量罐内液面高度； 在液面达到要求高度后， 记录油井产出液 输入时间 T; 在分离罐垂直方向的不同规定高度上， 安装有若干个油 水组份测量仪探头， 各探头测量其所在液体层的含油率 , 设定相 邻探头中间水平面为一液体层的上界面或下界 面，根据分离罐的结构 尺寸和探头的安装设定， 确定各探头所在液体层的厚度 ^ 、 水平截 面积 Si, 计算各探头所在液体层的含油量体积 V _i , 各探头所在液体 层的含油量体积相加， 得出时间 T内油井的产油量体积 V 油 。

附记 2、 一种油井产出液含油量计量装置， 设有一个立式的分离 罐， 在分离罐的上部、 下部、 顶部分别设有油井产出液输入管路， 液 体输出管路、气体输出管路，在油井产出液输 入管路、液体输出管路、 气体输出管路上分别设有进液阀、 排液阀、 排气阀； 在分离罐上还设 有监测液面的液面仪， 其特征是： 所述分离罐垂直方向的不同规定高 度上， 安装有多个油水组份测量仪探头。

附记 3、如附记 2所述的油井产出液含油量计量装置，其特征� �： 所述的分离罐体中部的横向截面积为所述分离 罐体下部的横向截面 积的 5%至 80%。

附记 4、如附记 2所述的油井产出液含油量计量装置，其特征� �： 所述的油水组份测量仪探头侧装在所述的分离 罐上。

附记 5、如附记 2所述的油井产出液含油量计量装置，其特征� �： 所述的油水组份测量仪探头顶装在所述的分离 罐上。

附记 6、如附记 2所述的油井产出液含油量计量装置，其特征� �： 所述的油水组份测量仪探头与液面仪集成为一 体。

附记 7、如附记 2所述的油井产出液含油量计量装置，其特征� �： 在气体输出管路上， 还可以设置一个气体流量计， 用于测量约定时间 段内油井的气体产量， 实现对油、 水、 气的三相计量。

附记 8、如附记 2所述的油井产出液含油量计量装置，其特征� �： 其设有一个数据分析与控制单元，所述的数据 分析与控制单元与安装 在所述的分离罐上的各个测量仪表、 电动控制阀门电连接。

附记 9、 如附记 2所述的油井产出液含油量计量装置， 其特 征是在所述的分离罐体中部的侧壁与多个油水 组份测量仪探头相 对应的位置分别设有相应的取样管路，在每个 取样管路上分别设有相 应的阀门。

附记 10、 如附记 1 所述的油井产出液含油量计量装置， 其 特征是设有一个与各个油水组份测量仪探头电 连接能够显示各个 油水层含水率或者含油率的电子显示屏。

附记 11、 如附记 1 所述的油井产出液含油量计量装置， 其 特征是在所述的液体输出管路上设有一液体流 量计。

附记 12、 如附记 9所述的油井产出液含油量计量装置， 其 特征是在所述的液体输出管路上还设有一支与 液体流量计串接 的在线式油水组份测量仪。

附记 13、 如附记 1 所述的油井产出液含油量计量装置， 其 特征是在所述的液体输出管路上设有一质量流 量计。

附记 14、 如附记 1 所述的油井产出液含油量计量装置， 其 特征是在所述的液体输出管路上设有一排液泵 。

附记 15.—种油井产出液含油量计量方法， 包括：

将油井产出液通过输入管路输入一个立式的分 离罐， 以便聚集 并进行油水沉降分层， 形成位于分离罐体中部的乳化油层和位于下 部的游离水层；

沿着垂直方向将分离罐中的液体体积分成水平 方向上的多个液 体层， 每个液体层的体积是预设的；

使用油水组分测量仪探头对每个液体层的含油 率进行测量； 根据所测得的每个所述液体层的含油率以及每 个预设的所述液 体层的体积， 获得所述多个液体层所对应的体积的含油量。

附记 16、 如附记 15的方法， 还包括： 通过分离罐上设有的液面 仪测量罐内液面高度； 在液面达到要求高度后， 记录油井产出液输入 时间 T; 在分离罐垂直方向的不同规定高度上， 安装有若干个油水组 份测量仪探头， 各探头测量其所在液体层的含油率 , 设定相邻探 头中间水平面为一液体层的上界面或下界面， 根据分离罐的结构尺寸 和探头的安装设定， 确定各探头所在液体层的厚度 、 水平截面积 Si, 计算各探头所在液体层的含油量体积 V _i , 各探头所在液体层的 含油量体积相加， 得出时间 τ内油井的产油量体积 V 附记 17、 如附记 15的方法， 其中， 所述多个液体层的每个液体 层的高度是相等的。

附记 18、 如附记 15 的方法， 其中， 所述油水组分测量仪探头 的高度与所述每个液体层的高度基本上相等。

附记 19.如附记 15的方法， 其中所述分离罐包括：

具有第一高度和第一横向截面的上部；

具有第二高度和第二横向截面的中部， 以及

具有第三高度和第三横向截面的下部；

其中， 根据所述多相混存介质的水、 油的大致比例， 来设置所述 中部的第二高度、 下部的第三高度的比例以及中部的第二横向截 面、 下部的第三横向截面的比例。

附记 20.如权利要求 19 的方法， 其中， 所述中部的第二横向截 面的面积小于下部的第三横向截面的面积。

附记 21.如权利要求 19 的方法， 其中， 所述中部的第二横向截 面的面积小于上部的第一横向截面的面积。 附记 22.如权利要求 19的方法， 其中所述横向截面包括圓形截 面。

以上对本发明的详细说明并非穷尽性的，本发 明不应被限制为以 上所公开的精确形式。 本领域的技术人员可以理解， 在本发明的范围 内， 可以进行各种等同的修改和替换， 这样的修改和替换应视为被该 发明所涵盖。 上述各个实施例的元素可任意组合在一起， 以便提供进 一步的实施技术方案。 此外， 不应将所附权利要求中使用的术语阐释 或将本发明限制到本说明中公开的特定实施例 ，除非以上详细说明清 楚地限定了此术语。 因此， 本发明的实际范围应该涵盖所述实施例及 根据权利要求实施的所有等同形式。