流體密度計

《石油名詞》第一版。 2100433B

1994年，經(jīng)全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會審定發(fā)布。

伽馬流體密度計測井利用流體對伽馬射線的吸收特性測定流體密度，測井資料的應(yīng)用與壓差密度計相同。伽馬流體密度計的測井原理與地層巖石密度測井儀類似。當(dāng)窄束伽馬射線穿過物質(zhì)時，與物質(zhì)發(fā)生光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)和電子對效應(yīng)，射線強(qiáng)度衰減。

伽馬密度計下井后由扶正器居中測量。測量時應(yīng)注意限制測井速度，以避免時間常數(shù)τ的影響。由于輕質(zhì)相流體趨向于在管道中央流動，測井值可能與管內(nèi)實際存在的流體平均密度有一定差異。因此，讀測井值時，一方面要注意消除放射性統(tǒng)計誤差影響，另外最好能選取有代表性的流動截面讀數(shù) 。

伽馬流體密度計利用伽馬射線測量井筒流體密度的測井儀器，流體密度值可為產(chǎn)出制面測井解釋提供依據(jù)。

伽馬流體密度計包括伽馬探測器、長度為L的流體通道和17 mCi¹³⁷Cs（絕137）伽馬源，如《伽馬流體密度計結(jié)構(gòu)示意圖》所示，伽馬源發(fā)射的馬射線能量為0.661MeV。測井時，讓井中流體流過放射源和探測器之問的通道。伽馬流體密度計與伽馬探測器測得的伽馬射線強(qiáng)度與井中流體的質(zhì)量吸收系數(shù)μ有關(guān)。當(dāng)伽馬射線的能量大于60keV時，油、氣和水的質(zhì)量吸收系數(shù)差別很小，可看成常數(shù)。由測得的伽馬射線強(qiáng)度可計算出流體密度。根據(jù)測得的混合流體密度和已知的油、水密度值，可計算出持水率。伽馬流體密度計的測量范圍為0-1.5g/cm³，精度為±0.02g/cm³；根據(jù)要可進(jìn)行連續(xù)測量或點測。

馬流體密度計是流體識別測井的主要儀器，它與流量計和持水率計等組合進(jìn)行測井 。

常用的密度計和比重計有浮子式密度計、靜壓式密度計、振動式密度計和放射性同位素密度計。

浮子式密度計它的工作原理是：物體在流體內(nèi)受到的浮力與流體密度有關(guān)，流體密度越大浮力越大。如果規(guī)定被測樣品的溫度（例如規(guī)定25℃），則儀器也可以用比重數(shù)值作為刻度值。這類儀器中最簡單的是目測浮子式玻璃比重計（圖1）, 簡稱玻璃比重計。

靜壓式密度計它的工作原理是：一定高度液柱的靜壓力與該液體的密度成正比，因此可根據(jù)壓力測量儀表測出的靜壓數(shù)值來衡量液體的密度。膜盒（見膜片和膜盒）是一種常用的壓力測量元件，用它直接測量樣品液柱靜壓的密度計稱為膜盒靜壓式密度計。另一種常用的是單管吹氣式密度計(圖2)。它以測量氣壓代替直接測量液柱壓力。將吹氣管插入被測液體液面以下一定深度，壓縮空氣通過吹氣管不斷從管底逸出。此時管內(nèi)空氣的壓力便等于那段高度的樣品液柱的壓力，壓力值可換算成密度。

振動式密度計它的基本工作原理是：兩位奧地利著名科學(xué)家Hans Stabinger和Hans Leopord發(fā)現(xiàn)了振蕩管密度計的測量原理：物體受激而發(fā)生振動時，其振動頻率或振幅與物體本身的質(zhì)量有關(guān)，如果在一個U型的玻璃管內(nèi)充以一定體積的液體樣品，則其振動頻率或振幅的變化便反映一定體積的樣品液體的質(zhì)量或密度以及比重。兩位科學(xué)家后來設(shè)計出原型并交由Urich Santner先生以及其公司Anton Paar在 1967年設(shè)計了最早的數(shù)字式液體密度計。全自動的液體密度計均基于U型振蕩管的原理。

放射性同位素密度計儀器內(nèi)設(shè)有放射性同位素輻射源。它的放射性輻射（例如γ射線），在透過一定厚度的被測樣品后被射線檢測器所接收。一定厚度的樣品對射線的吸收量與該樣品的密度有關(guān)，而射線檢測器的信號則與該吸收量有關(guān)，因此反映出樣品的密度。