基于表面等离子体共振技术油水持率传感器的实验研究*
2012-01-21牟海维段玉波
光学仪器 2012年2期
牟海维,段玉波,张 坤,刘 超
(东北石油大学 电子科学学院,黑龙江 大庆 163318)
引 言
在油田开发生产中,持率是油井生产剖面评价的一个重要流动参数,可为优化油气开采方案及提高原油采收率提供科学依据。近年来国内外部分大型油田、高等院校及科研单位对油气水三相流的持率问题开展了广泛研究,取得了卓有成效的研究成果,部分已商品化。目前,测量持率的方法主要包括电容法、伽马射线法、光学法等[1,2]。其中,电容法和伽马射线法适用于低含水油井持水率检测。当前中国油田含水率超过80%,已进入高含水开采阶段。传统的电容法持水率计在高含水油井检测中存在准确性较差、分辨力低等缺点[3,4];而低能源伽马射线持水率计普遍存在探测范围小、温度稳定性差、对人体伤害大以及环境污染严重等弊端,限制了两者的广泛应用。
表面等离子体共振(SPR)是发生在金属和电介质界面处由入射光场在适当条件下引发金属表面自由电子相干振荡的一种物理现象[5-7]。自1968年Otto[8]和Kretschmann[9]等人利用衰减全反射(attenuated total reflection,ATR)方法实现光激发表面等离子共振现象以来,棱镜耦合方式的角度调制型表面等离子体共振传感结构成为各国科研工作者关注的热点[10-14]。因为表面等离子体共振传感器对附着于金属表面的介质折射率的微小变化极其灵敏,故可用于油水混合流体折射率的测量,极具开发潜力。但是,目前有关表面等离子体共振技术在油田测井领域的应用尚未见报道。……
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