水平井多相流体测量装置转让专利
申请号 : CN202110913837.5
文献号 : CN113431553B
文献日 : 2021-12-03
发明人 : 王铎 , 王久红 , 沈江川
申请人 : 大庆亿莱检验检测技术服务有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种水平井多相流体测量装置,其特征在于,包括,井下可视化成像测试仪,其用以测量井下流体的产出剖面,所述产出剖面包括流量、持水率、持气率和流速;
万向转接头,其与所述井下可视化成像测试仪连接,用以旋转所述井下可视化成像测试仪;
丢手,其与所述万向转接头连接,所述丢手内部设置有弱点,所述弱点在遇卡时能拉断;
光信号适配器,其用以将接收到的电信号转换为光信号,并经光纤进行传输;
电子压力计,其设置在所述光信号适配器的下方,用以监测井底流压,并将监测到的数据传输至光信号适配器;
分布式光纤温度传感器,其设置在所述光信号适配器的上方并与其连接,用以测量井筒的温度并将测量的温度传输至光信号适配器;
光纤连接头,其与所述光信号适配器连接,用以将光纤联结在一起;
连续油管连接头;
中控单元,其用以将接收到的电信号进行数据处理,所述电信号是由井下光纤采集到的光信号经过转换处理后得到,所述光信号适配器接收到的电信号包括所述井下可视化成像测试仪测量的电信号、电子压力计测量的电信号和分布式光纤温度传感器测量的电信号,所述中控单元接收到的电信号包括经过转换后的井下可视化成像测试仪测量的电信号、电子压力计测量的电信号和分布式光纤温度传感器测量的电信号;
所述中控单元根据实时接收到的液体的流速、持水率、持气率对注采参数进行计算,并根据计算出的注采参数确定是否需要进行注水,所述中控单元判定需要进行注水操作时,所述中控单元根据实时的注采参数与预设注采参数值进行比较确定出注水系数,所述中控单元根据注水系数结合标准注水量对需要的注水量进行计算;
所述中控单元根据计算出的需要的注水量对注水速度进行确定,当确定的注水速度大于预设标准注水速度时,所述中控单元根据实时计算出的注水速度与标准注水速度的差值对注水时间系数进行确定,所述中控单元根据注水时间系数和标准注水时间对注水时间进行延长调整,所述中控单元按照调整后的注水时间对注水速度进行二次确定,若二次确定后的注水速度仍大于标准注水速度时,则对注水时间进行再次调整,直至注水速度小于等于标准注水速度,所述中控单元计算出注水速度和注水时间;
当完成注水操作后,所述中控单元根据实时计算出的注采参数判定是否需要注水操作,若需要注水时,则对注水量、注水速度进行计算并注水,直至所述中控单元判定实时计算出的注采参数不需要注水操作时停止注水;若不需要注水时,则所述中控单元根据实时接收到的电子压力计测量的压强值和分布式光纤温度传感器测量到的温度确定开采速度。
2.根据权利要求1所述的水平井多相流体测量装置,其特征在于,所述中控单元根据实时接收到的液体的流速、持水率、持气率对注采参数进行确定,设定注采参数为c,c=V/V0+Yw/Yw0+Yg/Yg0其中,V表示液体的实时流速,V0表示液体的预设流速,Yw表示液体的实时持水率,Yw0表示液体的预设持水率,Yg表示液体的实时持气率,Yg0表示液体的预设持气率。
3.根据权利要求2所述的水平井多相流体测量装置,其特征在于,所述中控单元内预设有注采参数值C1、C2、C3、C4,其中,C1表示第一预设注采参数值,C2表示第二预设注采参数值,C3表示第三预设注采参数值,C4表示第四预设注采参数值,且C1<C2<C3<C4;
所述中控单元内预设有注水系数值α1、α2、α3、α4,其中,α1表示第一预设注水系数值,α2表示第二预设注水系数值,α3表示第三预设注水系数值,α4表示第四预设注水系数值,且α1<α2<α3<α4。
4.根据权利要求3所述的水平井多相流体测量装置,其特征在于,所述中控单元根据实时接收到的液体的流速、持水率、持气率计算出的注采参数c与注采参数值进行比较,确定是否需要进行注水,
若c>C4时,则所述中控单元判定不需要进行注水操作;
若c≤C4时,则所述中控单元判定需要进行注水操作。
5.根据权利要求4所述的水平井多相流体测量装置,其特征在于,当所述中控单元判定需要进行注水操作时,设定需要的注水量为Qc,设定标准注水量为Qz,所述中控单元计算需要的注水量Qc=α×Qz,α表示注水系数。
6.根据权利要求5所述的水平井多相流体测量装置,其特征在于,所述中控单元根据实时的注采参数c与预设注采参数值进行比较,对注水系数进行确定,若c≤C1时,则所述中控单元确定注水系数α,α=α1;
若C1<c≤C2时,则所述中控单元确定注水系数α,α=α2;
若C2<c≤C3时,则所述中控单元确定注水系数α,α=α3;
若C3<c≤C4时,则所述中控单元确定注水系数α,α=α4;
所述中控单元根据确定的注水系数值αi对注水量进行计算,Qc=αi×Qz,设定i=1、2、3、
4,设定注水量的最大值为Qmax,若Qc>Qmax时,则以Qmax为计算出的需要的注水量。
7.根据权利要求6所述的水平井多相流体测量装置,其特征在于,所述中控单元根据计算出的需要的注水量Qc对注水速度进行确定,设定标准注水时间为Tz,设定注水速度为V,所述中控单元计算注水速度V=Qc/Tz;
所述中控单元内预设有标准注水速度Vz,若计算出的注水速度V>Vz时,则所述中控单元控制延长注水时间为T,T=β×Tz,β表示注水时间系数。
8.根据权利要求7所述的水平井多相流体测量装置,其特征在于,所述中控单元内预设有注水时间系数值β1、β2、β3、β4,其中,β1表示第一预设注水时间系数值,β2表示第二预设注水时间系数值,β3表示第三预设注水时间系数值,β4表示第四预设注水时间系数值,且1<β1<β2<β3<β4;
所述中控单元内预设有注采速度差值V1、V2、V3、V4,其中,V1表示第一预设注采速度差值,V2表示第二预设注采速度差值,V3表示第三预设注采速度差值,V4表示第四预设注采速度差值,且V1<V2<V3<V4。
9.根据权利要求8所述的水平井多相流体测量装置,其特征在于,当需要调整注水时间时,所述中控单元根据实时计算出的注水速度V与标准注水速度的差值,对注水时间系数进行确定,
若V‑Vz≤V1时,则所述中控单元确定注水时间系数β,β=β1;
若V1<V‑Vz≤V2时,则所述中控单元确定注水时间系数β,β=β2;
若V2<V‑Vz≤V3时,则所述中控单元确定注水时间系数β,β=β3;
若V3<V‑Vz≤V4时,则所述中控单元确定注水时间系数β,β=β4;
若V‑Vz>V4时,则所述中控单元确定注水时间系数β,β=β4;
所述中控单元根据确定的注水时间系数值βi对注水时间进行计算,T=βi×Tz,并按延长后的注水时间结合需要的注水量对注水速度进行计算,若计算出的注水速度仍大于标准注水速度时,则对注水时间进行二次调整,直至注水速度小于等于标准注水速度,并按调整后的注水速度和注水时间进行注水操作。
10.根据权利要求9所述的水平井多相流体测量装置,其特征在于,当完成注水操作后,所述中控单元根据实时计算出的注采参数判定是否需要注水操作,若需要注水时,则对注水量、注水速度进行计算并注水,直至计算出的注采参数判定结果不需要注水操作时停止注水;若不需要注水时,则所述中控单元根据实时接收到的电子压力计测量的压强值和分布式光纤温度传感器测量到的温度确定开采速度,设定开采速度为Vk=(T/T0+P/P0)×Vkz,其中,T表示实时测量的温度,T0表示预设温度,P表示实时测量的压强,P0表示预设压强,Vkz表示标准开采速度。
说明书 :
水平井多相流体测量装置
技术领域
背景技术
优化水平井压裂工艺并指导生产,须开展水平井生产剖面监测。同时,由于水平井井身结构
和完井方式的复杂性,导致水平井中流型复杂多变,生产剖面监测难度大,对监测设备及工
艺提出了更高的要求。
面进行动态监测,以了解产层出力状况和流体组分含量,为油田挖潜与细化管理提供依据。
水平井技术本身的逐渐提高,使得水平井水平段长度的记录不断被打破,也使 水平层各段
的产液能力的监测变得十分必要,也更重要。
间进行不同的调整,在提高装置监测能力的同时提高石油的开采效率的测量装置。
发明内容
据流速、持水率、持气率对注水量、注水速度和注水时间进行不同的调整,在提高装置监测
能力的同时提高石油的开采效率的测量装置的问题。
化成像测试仪测量的电信号、电子压力计测量的电信号和分布式光纤温度传感器测量的电
信号,所述中控单元接收到的电信号包括经过转换后的井下可视化成像测试仪测量的电信
号、电子压力计测量的电信号和分布式光纤温度传感器测量的电信号;
作时,所述中控单元根据实时的注采参数与预设注采参数值进行比较确定出注水系数,所
述中控单元根据注水系数结合标准注水量对需要的注水量进行计算;
差值对注水时间系数进行确定,所述中控单元根据注水时间系数和标准注水时间对注水时
间进行延长调整,所述中控单元按照调整后的注水时间对注水速度进行二次确定,若二次
确定后的注水速度仍大于标准注水速度时,则对注水时间进行再次调整,直至注水速度小
于等于标准注水速度,所述中控单元计算出注水速度和注水时间;
计算出的注采参数不需要注水操作时停止注水;若不需要注水时,则所述中控单元根据实
时接收到的电子压力计测量的压强值和分布式光纤温度传感器测量到的温度确定开采速
度。
注采参数值,且C1<C2<C3<C4;
值,且α1<α2<α3<α4。
值,β4表示第四预设注水时间系数值,且1<β1<β2<β3<β4;
采速度差值,且V1<V2<V3<V4。
标准注水速度时,则对注水时间进行二次调整,直至注水速度小于等于标准注水速度,并按
调整后的注水速度和注水时间进行注水操作。
采参数判定结果不需要注水操作时停止注水;若不需要注水时,则所述中控单元根据实时
接收到的电子压力计测量的压强值和分布式光纤温度传感器测量到的温度确定开采速度,
设定开采速度为Vk=(T/T0+P/P0)×Vkz,其中,T表示实时测量的温度,T0表示预设温度,P表
示实时测量的压强,P0表示预设压强,Vkz表示标准开采速度。
数确定是否需要进行注水,并对需要的注水量、注水时间和注水速度进行确定,若确定的注
水速度大于预设标准注水速度时,对注水时间进行延长调整,直至注水速度在预设标准注
水速度范围内,以提高液体的吸水指数,当注水完成后,所述中控单元再实时计算出注采参
数确定是否需要注水,若不需要注水时,则根据实时的压强和温度对石油的开采速度进行
确定,提高石油的开采效率。
数和标准注水时间对注水时间进行延长调整,并对注水速度进行二次确定,若二次确定后
的注水速度仍大于标准注水速度时,则对注水时间进行再次调整,直至注水速度小于等于
标准注水速度,所述中控单元计算出注水速度和注水时间,通过对注水速度的调节,以及对
注水时间的调整,提高石油的吸水能力,有效增强油压,提高注水效率,从而提高石油的开
采效率,进而提高所述水平井多相位流体测量装置测量数据的准确性和参考价值。
集和计算,以提高所述水平井多相位流体测量装置的测量结果的准确率,对计算出的注水
量和注水速度有更精确的调整,通过逐步多次对注水速度和注水时间进行不同程度的调
整,提高所述石油的开采效率。
附图说明
具体实施方式
不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不
能理解为对本发明的限制。
连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,
可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在
本发明中的具体含义。
流速。万向转接头2,其与所述井下可视化成像测试仪1连接,用以旋转所述井下可视化成像
测试仪1。丢手3,其与所述万向转接头2连接,所述丢手3内部设置有弱点,所述弱点在遇卡
时能拉断。光信号适配器4,其用以将接收到的电信号转换为光信号,并经光纤进行传输。电
子压力计(图中未示出),其设置在所述光信号适配器4的下方,用以监测井底流压,并将监
测到的数据传输至光信号适配器4。分布式光纤温度传感器(图中未示出),其设置在所述光
信号适配器4的上方并与其连接,用以测量井筒的温度并将测量的温度传输至光信号适配
器4。光纤连接头5,其与所述光信号适配器4连接,用以将光纤联结在一起。连续油管连接头
6。中控单元7,其用以将接收到的电信号进行数据处理,所述电信号是由井下光纤采集到的
光信号经过转换处理后得到,所述光信号适配器4接收到的电信号包括所述井下可视化成
像测试仪1测量的电信号、电子压力计测量的电信号和分布式光纤温度传感器测量的电信
号,所述中控单元7接收到的电信号包括经过转换后的井下可视化成像测试仪1测量的电信
号、电子压力计测量的电信号和分布式光纤温度传感器测量的电信号。
五个,在定点监测或连续运动监测过程中,流体推动微转子转动;利用特有软件和算法,通
过对转子转速解释获得井筒内流体的速度剖面、瞬时流量、累计流量,实现多相流体生产剖
面的精确监测。
接触油或水时反射回来的光线很弱。根据单位时间内光线强弱反射的时间比,计算持气率,
本实施例中设置六个电子探针和六个光学探针。
内的流态。
上;六对光、电探针,其中一对位于工具本体,其余位于工具外支臂上。5.5吋套管中连续运
动监测的最小流量为8.44方/天,HD版可达4.22方/天,误差5%以内;持气率监测最高精度可
达1%,最低7%;持水率监测精度5%。
光纤中的不同折射率分布的不均匀检测出分布式的温度传感。由于光纤中折射率分布的不
均匀,光波在传播过程中发生的散射,有三种:斯托克斯光:拉曼散射,仅对温度敏感,用来
实现分布式温度传感;布里渊光:对温度和应变双敏感,用来实现分布式应变测试;瑞利散
射光:对振动敏感,用以实现分布式振动测试。所述电子压力计,通过电子压力计监测水平
段不同位置的井底流压。
纤连接头5密封性能好,不会产生绝缘问题,所述光纤连接头5上还可以设置单流阀。所述丢
手3可以设置为机械丢手3,内部配备弱点,在遇卡时上提拉断弱点即可实现脱离,不需投球
或打压,所述弱点可以根据不同的井深和井斜配备,本发明并不对此进行限制,以具体实施
为准。所述万向转接头2可以实现井下可视化成像测试仪1任意方向的旋转,而且通过特殊
的设计保证井下可视化成像测试仪1可以覆盖整个井筒。
控单元7判定需要进行注水操作时,所述中控单元7根据实时的注采参数与预设注采参数值
进行比较确定出注水系数,所述中控单元7根据注水系数结合标准注水量对需要的注水量
进行计算。
的注水速度与标准注水速度的差值对注水时间系数进行确定,所述中控单元7根据注水时
间系数和标准注水时间对注水时间进行延长调整,所述中控单元7按照调整后的注水时间
对注水速度进行二次确定,若二次确定后的注水速度仍大于标准注水速度时,则对注水时
间进行再次调整,直至注水速度小于等于标准注水速度,所述中控单元7计算出注水速度和
注水时间。
水,直至所述中控单元7判定实时计算出的注采参数不需要注水操作时停止注水;若不需要
注水时,则所述中控单元7根据实时接收到的电子压力计测量的压强值和分布式光纤温度
传感器测量到的温度确定开采速度。
作,也可以通过其他注水工件进行注水,当注水完成时,中控单元7可以采集到注水完成的
参数,进而再次对测量井的实时参数进行计算,从而计算出注采参数,提高所述水平井多相
流体测量的测量准确率,进而提高石油的开采效率。
井深的不同深度对预设值进行不同的调整,以具体实施为准。本发明通过将液体的流速、持
气率和持水率结合计算出注采参数,将对开采影响的参数进行汇总,通过设置预设值进行
误差去除,以使计算结果参考价值更高,进一步提高所述测量装置对实际开采的参考作用,
从而提高开采效率。
值,C4表示第四预设注采参数值,且C1<C2<C3<C4。
值,α4表示第四预设注水系数值,且α1<α2<α3<α4。
水系数。本实施例中标准注水量Qz的取值为80立方米,本实施例并不限定具体的标准注水
量的取值,以具体实施为准。
为计算出的需要的注水量,设置单次注水量的最大值,增加调整次数,提高注水效率。
Qc/Tz。本实施例中标准注水时间Tz的取值为24小时。
本实施例中标准注水速度Vz的取值为5立方米/小时。
设注水时间系数值,β4表示第四预设注水时间系数值,且1<β1<β2<β3<β4。
速度差值,V4表示第四预设注采速度差值,且V1<V2<V3<V4。
若计算出的注水速度仍大于标准注水速度时,则对注水时间进行二次调整,直至注水速度
小于等于标准注水速度,并按调整后的注水速度和注水时间进行注水操作。
直至计算出的注采参数判定结果不需要注水操作时停止注水;若不需要注水时,则所述中
控单元根据实时接收到的电子压力计测量的压强值和分布式光纤温度传感器测量到的温
度确定开采速度,设定开采速度为Vk=(T/T0+P/P0)×Vkz,其中,T表示实时测量的温度,T0
表示预设温度,P表示实时测量的压强,P0表示预设压强,Vkz表示标准开采速度。
等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。