我国石油资源丰富,粘度重质石油(稠油)占主导地位。因稠油粘度高,密度大给开采带来极大的困难。目前主要开采方法是稠油热采法,即向注汽井注入高温高压蒸汽。由于蒸汽中含有较高的热量,可使油层温度升高,降低稠油粘度,减少流层阻力,使稠油易于流动,然后再采用常规的方法加以开采。为了实时掌握油层的分布情况及油层对蒸汽的吸收情况,必须对注汽井蒸汽热效特性的关键参数——蒸汽干度,进行实时准确的测量。实时准确测定注汽井井下蒸汽干度,对油层状况进行分析,合理开采,提高采油率及节约能源都有重要的意义。本文基于电容传感器对介质的介电常数微小变化极其敏感的特点,提出了一种基于圆筒式电容传感器测量注汽井井下蒸汽干度的新方法,进而对蒸汽干度的研究开拓了新思路。通过设计和优化筒式电容传感器结构,进行多次注汽井测试试验,系统研究蒸汽介电常数与电容值之间的内在联系,揭示蒸汽介电常数随温度和压力的响应规律。随着注汽井中油层深度的增加蒸汽干度的变化,对实验测得数据进行反演,得到蒸汽干度值。熟知井下蒸汽干度值的变化规律为充分了解井下蒸汽吸收状况和热效特性、优化开采方案、提高稠油开采率提供了理论指导,为使用新型电容传感器的应用奠定了理论基础。蒸汽干度测量系统采用C8051处理器为核心,采用温度传感器、压力传感器、电容传感器对井下的信号进行采集。将采集的参数代入建立的蒸汽干度测量模型果绘制成版图形式,反映出干度值随着测试点的变化趋势。从室内试验和测井试验结果来看,设计的注汽井干度测量系统实现了注汽井干度实时在线的测量。测量结果显示蒸汽干度在井口时为84%,随着注汽井深度的增加,到达井深为1400米时蒸汽干度降低到52%左右。测量电容精确度可达0.005pF。在测量过程中,测量系统运行稳定可靠,精度较高,满足了注汽井井下蒸汽干度测量的需求。