[發(fā)明專利]油井動(dòng)液面深度檢測(cè)方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310255054.8
• 申請(qǐng)日: 2013-06-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103321633A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周偉;賈威;李太福;郭小渝;廖志強(qiáng);姚立忠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶科技學(xué)院
• 主分類號(hào): E21B47/047
• 分類號(hào): E21B47/047
• 代理公司: 重慶為信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50216
• 代理人: 余錦曦

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油井采油技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種油井動(dòng)液面深度檢測(cè)方法及裝置。?

背景技術(shù)

在石油開(kāi)采的過(guò)程中，通過(guò)檢測(cè)油井動(dòng)液面深度，能夠科學(xué)地了解油井供應(yīng)能力，確定抽油泵的沉沒(méi)深度、油層壓力，分析能量衰減的異常原因等，從而合理安排采油工藝，使油井產(chǎn)油率最大化。因此，油井動(dòng)液面深度的檢測(cè)在油田開(kāi)發(fā)中顯得十分重要。?

目前，比較成熟的傳統(tǒng)油井動(dòng)液面深度檢測(cè)方法可分為：浮筒法，其工藝操作簡(jiǎn)便，數(shù)據(jù)直觀，但不能在帶有壓力的環(huán)空油井中測(cè)試；壓力計(jì)探測(cè)法，其適用于一切油水井，但須保證壓力計(jì)停點(diǎn)至少有3個(gè)點(diǎn)在液面以下，施工周期長(zhǎng)；示功圖法，它可進(jìn)行連續(xù)計(jì)算，但受到慣性、振動(dòng)及摩擦載荷的影響；物質(zhì)平衡法，其通過(guò)測(cè)試環(huán)空中的氣體排量折算出油井動(dòng)液面,但折算過(guò)程并不精確；聲波法，它不用將儀器下入井中，施工方便，但當(dāng)井下液面較深或有泡沫層等因素時(shí)，檢測(cè)精確大大降低。這幾種方法模型簡(jiǎn)單，都需要在一定的條件下進(jìn)行檢測(cè)。上述方法中遇到的問(wèn)題，必然會(huì)影響到油井動(dòng)液面深度檢測(cè)的精度，也是制約油井供應(yīng)能力、油田科學(xué)發(fā)展的瓶頸。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種不用將儀器伸入井內(nèi)且能避免泡沫、溫度、濕度等對(duì)結(jié)果造成影響的油井動(dòng)液面深度檢測(cè)方法和裝置，以期望可以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題。?

為解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的一種實(shí)施方式采用以下技術(shù)方案：?

一種油井動(dòng)液面深度檢測(cè)方法，其步驟包括：?

a、通過(guò)井口處聲源驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)出有限帶寬的白噪聲，并將信號(hào)傳入油井內(nèi)；?

b、通過(guò)信號(hào)接收模塊在油井口接收經(jīng)油井動(dòng)液面反射后的白噪聲信號(hào)，并進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換成聲音數(shù)字信號(hào)；?

c、將接收到的聲音數(shù)字信號(hào)送入信號(hào)分析模塊，信號(hào)分析模塊通過(guò)聲場(chǎng)的幅值信號(hào)時(shí)域與頻域分布獲得共振頻率，從而計(jì)算出油井動(dòng)液面深度。?

聲源驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)出不同頻率白噪聲，信號(hào)接收模塊把所有聲音記錄并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳遞計(jì)算機(jī)，信號(hào)接收模塊的示波器可以顯示出信號(hào)的波形，計(jì)算機(jī)通過(guò)公式計(jì)算出具體結(jié)果。共振法主要是在井口檢測(cè)聲波在哪個(gè)值時(shí)頻率最大，找出油井空氣柱的共振頻率，由此計(jì)算出油井動(dòng)液面的深度。?

更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述步驟c中，信號(hào)分析模塊通過(guò)聲場(chǎng)的幅值信號(hào)時(shí)域與頻域分布獲得共振頻率，從而計(jì)算出油井動(dòng)液面深度的具體方法，包括：?

進(jìn)行頻譜分析，得出油井內(nèi)空氣柱聲場(chǎng)的幅值信號(hào)時(shí)域與頻域分布；?

通過(guò)聲場(chǎng)的幅值信號(hào)時(shí)域與頻域分布獲得共振頻率，從而計(jì)算出油井動(dòng)液面深度。?

更進(jìn)一步的技術(shù)方案是進(jìn)行頻譜分析，得出油井內(nèi)空氣柱聲場(chǎng)的幅值信號(hào)時(shí)域與頻域分布包括：?

按公式（1）計(jì)算聲場(chǎng)的幅值信號(hào)時(shí)域分布：?

按公式（2）計(jì)算聲場(chǎng)的幅值信號(hào)頻域分布；?

其中,t為時(shí)間,f(t)為信號(hào)幅值，ω為信號(hào)角頻率,e為自然對(duì)數(shù)的底，j為虛數(shù)單位,F(ω)為函數(shù)f(t)的頻譜密度函數(shù)，描述了f(t)的頻率結(jié)構(gòu)。?

更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述通過(guò)聲場(chǎng)的幅值信號(hào)時(shí)域與頻域分布計(jì)算出共?振頻率，得出油井動(dòng)液面深度包括：按公式計(jì)算油井動(dòng)液面深度；?

其中l(wèi)_p為油井動(dòng)液面深度，c為聲音在油井空氣中的傳播速度，公式中?ω來(lái)源于公式（2）。?

本發(fā)明還可以是一種油井動(dòng)液面深度檢測(cè)裝置，包括用于發(fā)出有限帶寬的白噪聲的聲源驅(qū)動(dòng)模塊，發(fā)生裝置設(shè)置在油井口；用于接收經(jīng)油井動(dòng)液面反射后的白噪聲信號(hào)，并進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換成聲音數(shù)字信號(hào)的信號(hào)接收模塊，信號(hào)接收模塊設(shè)置在油井口；用于進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取和分析的信號(hào)分析模塊；聲源驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)出聲音信號(hào)，聲音信號(hào)在油井內(nèi)進(jìn)行反射后被信號(hào)接收模塊進(jìn)行接收，所述信號(hào)接收模塊和信號(hào)分析模塊電連接。?

聲源驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)出不同頻率白噪聲，信號(hào)接收模塊把所有聲音記錄并轉(zhuǎn)換成聲音數(shù)字信號(hào)傳遞給信號(hào)分析模塊。共振法主要是在井口檢測(cè)聲波在哪個(gè)值時(shí)頻率最大，找出油井空氣柱的共振頻率，由此計(jì)算出油井動(dòng)液面的深度。?

更進(jìn)一步的技術(shù)方案是聲源驅(qū)動(dòng)模塊按連接順序依次設(shè)置有：白噪聲信號(hào)發(fā)生器、濾波器、功率放大器和揚(yáng)聲器。?

更進(jìn)一步的技術(shù)方案是信號(hào)接收模塊按連接順序依次設(shè)置有：話筒和A/D采樣卡。?

更進(jìn)一步的技術(shù)方案是信號(hào)接收模塊還包括示波器。?

更進(jìn)一步的技術(shù)方案是信號(hào)分析模塊是計(jì)算機(jī)。?