184200. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ásványolajok ésvagy olajipari termelvények folyadék-gáz arányának illetve a folyadék víztartalmának meghatározására
1 184 200 2 A találmány tárgya eljárás ásványolajok, és/vagy olajipari termelvények folyadék—gáz arányának, ill. a folyadék víztartalmának mérésére, ill. meghatározására. A kőolaj-kitermelés és -feldolgozás során egyik legfontosabb tevékenység a kitermelést, illetve feldolgozást jellemző paraméterek pontos mérése és állandó figyelemmel kisérése. A legtöbb olajmezőn igen lényeges ilyen paraméter az egyes kutak által termelt folyadékok gáz- vagy víztartalmának változása. A víztartalom értéke igen széles határok között változhat. Így például a kimerülőben lévő olajkutak esetén a víztartalom 95%-ot, vagy ennél nagyobb értéket is elérhet. Az ismert eljárás szerint az olajkutakból kitermelt folyadék kémiai úton történő víztelenítés után kerül további feldolgozásra. Az olajfinomító felé történő elszámoláskor a feldolgozásra átadott olaj víztartalma szintén fontos paraméter. A víztartalom-változás kutankénti és naponta történő megfigyelése nagy létszámú fizikai és műszaki szervezetet kíván. Ugyanis jelenleg a mintavételezés utáni kémiai víztartalom meghatározása az egyedül alkalmazott eljárás. A kapott eredmény jellemző volta azonban nem teljes, mivel a minta vételét, összegyűjtését, valamint vizsgálatát számos szubjektív és objektív tényező befolyásolja. A kapott eredmény használhatóságából sokat levon az a tény is, hogy a mintavétel és az eredmény megadása között hosszú idő, - legalább egy nap — telik el. A leggyakrabban a Marcusson-féle kémiai víztartalom meghatározási eljárást alkalmazzák. Ritkán -, általában csak speciális esetekben — alkalmaznak egyéb eljárásokat, mint például alkáli fémekkel való reagáltatást, vagy a víztartalom inert gázzal való kihajtását, kalciumkloridos elnyeletését, centrifugálását. Ismeretesek továbbá olyan eljárások, amelyekkel a víztartalmak folyamatosan is meghatározhatók. Legjobb eredményt e téren dielektrometriai alapon üzemelő berendezésekkel értek el. Ezek a berendezések a viz és az olaj eltérő dielektromos állandója alapján mérik a víztartalmat. Csővezetékbe beépített elektródákkal folyamatos mérés is megvalósítható. Ezen eljárás hátránya, hogy viszonylag szűk víztartalom intervallumban - általában 10% vagy annál alacsonyabb víztartalom esetén — használható. Hátrányos az a körülmény is, hogy a mérés pontosságát zavarja az olaj minőségváltozása, továbbá a víz ásványisó-tartalma, a csőben lévő gázkiválások és végezetül az elektródák mechanikai elszennyeződése. A találmány célja ásványolajok, illetve olajipari termékek víztartalmának meghatározására olyan eljárás kidolgozása, amellyel bármilyen mértékű víztartalom esetén, függetlenül az olaj minőségének változásától, a víz ásványisó-tartalmától, vagy egyéb tényezőktől, az olajban lévő víz mennyisége folyamatosan és folytonosan meghatározható. A találmány eljárás ásványolajok, illetve olajipari termékek folyadék-gáz arányának, ill. víztartalmának folyamatos meghatározására, amelynek során az ásványolajat, illetve olajipari terméket üzemi körülmények között csővezetékben áramoltatjuk. A találmány értelmében a csővezetékben áramló közeg mennyiségének mérésével egyidejűleg az áramló közegre állandó gyors-neutron fluxust bocsátva detektáljuk az áramló közegben keletkezett lassú-neutronokat és a kapott, — a víz- és olaj-emúlzió, vagy keverék vagy elegy folyadéktartalmával arányos — impulzusváltozásokat regisztráljuk. A találmány szerinti eljárás alapja tehát a gyors- és lassú-neutronok, valamint a mérendő közeg között kialakított kölcsönhatások eredményeként bekövetkező mérhető impulzusszám-változás, amely egyértelműen összefüggésbe hozható az olaj, illetve olajipari termék víztartalmával, illetve a vezeték térkitöltésével. A gyors-neutronok termikus-neutron energiára való lassítása a mérendő közeg atommagjaival való ütközések során megy végbe. A neutronokkal azonos tömegű hidrogénatommagok a leghatásosabb fékezők. Mivel a víz és a kőolaj súlyszázalékos hidrogéntartalma igen közel esik egymáshoz, a gyors-neutronok fékezése alapján nem valósítható meg érzékeny víztartalommérési eljárás. Azonban a kőolaj és víz közel azonos százalékos hidrogéntartalma biztosítja azt, hogy állandó gyors-neutron fluxust bocsátva a mérendő közegre, abban térfogategységben és időben közel azonos számú termikus-neutron keletkezik, függetlenül attól, hogy a közeg víz, vagy olaj. A víz esetében a hidrogéhatomok mellett oxigén, a kőolaj esetében a hidrogén mellett szénatomok vannak jelen. Az oxigén és a szén termikus- epitermikus- és lassúneutronokra vonatkozó abszorpciós hatás keresztmetszete közel egy nagyságrenddel eltér, és a makroszkopikus szórási hatáskeresztmetszetük is különbözik. így az eredő „lassítási jóság” tényező szignifikánsan eltérő a különböző víztartalmú olaj—víz rendszerekre. A lassúneutronokat detektálva ez az eltérés impulzusszám-változásban jelentkezik. Víz és olaj emúlzió vagy keverék folyamatos tömegáramát mérve az impulzusszám-változás arányos lesz a mért anyag víztartalmával. A találmány tárgyát képező eljárás fontos jellemzője az, hogy olyan két- vagy többkomponensű rendszerekben alkalmas a víztartalom vagy térkitöltés meghatározására, melyekben a víz mellett lévő másik komponens is nagy mennyiségben tartalmaz hidrogént. Az eljárást ez a tulajdonság szignifikánsan különbözteti meg az ismert egyéb - neutronkölcsönhatáson alapuló - nedvességtartalom meghatározási módszerektől, melyeknél a két komponens (víz és az az anyag, melynek a víztartalmát mérik) alapvetően eltér százalékos hidrogéntartalma vonatkozásában. Ezeknél a módszereknél a nedvességmérés céljából kihasznált kölcsönhatás a gyors neutronoknak a hidrogénatommagokon való lefékeződése. Ezen módszerek alapelvéből következik sajátosságuk, mégpedig az, hogy kielégítő pontossággal kis víztartalomértékig (legfeljebb 30-40"%) használhatók. A találmány szerinti eljárás - az előzőekben kifejtett jellemzői miatt - elsődlegesen a kőolajbányászatban, a kőolaj-feldolgozásban és általában az olajiparban bír különösen nagy jelentőséggel, mert ott fordulnak elő olyan összetevőjű rendszerek, melyek — meglehetősen magas — víztartalmának folyamatos vizsgálata megfelelő vagy kielégítő pontossággal eddig nem volt megoldva. Amennyiben a mérendő folyadék a mérő csőszakaszt teljes keresztmetszetében nem tölti ki, — pl. a gyakorlatban a víz és kőolaj mellett gázfázis is van jelen, úgy ez az ismert más víztartalommérési eljáráshoz hasonlóan — a neutron kölcsönhatáson alapuló víztartalommérést is zavarja értelemszerűen. Ez a zavaró hatás azonban a találmány szerinti eljárás értelmében korrigálható, kompenzálható. 5 10 15 :o 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
