[發明專利]注汽式油井溫度、壓力、蒸汽干度同步在線測量方法

有效

• 申請號: 201310583585.X
• 申請日: 2013-11-18
• 公開（公告）號: CN103604463A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 趙衛;張文松;朱香平;尋鵬飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 張倩

技術領域

本發明涉及的是注汽式油井溫度、壓力、干度三參數在線測量方法。

背景技術

稠油具有粘度高、分布不均的特點，通常開采的方法是向油井中注入高溫、高壓蒸汽，待石油呈流狀后再加以開采，蒸汽注入過程中其干度的變化值是判斷油層分布的重要資料，同時也是合理利用蒸汽資源的重要參考依據。注入的蒸汽溫度和壓力一般在300℃和20MPa左右。我國蒸汽熱力開采稠油工藝的研究與應用，為我國石油工業的發展和國家能源供給提供了重要的技術支撐，稠油注蒸汽熱力開采工藝井下熱動態監測至關重要，它是了解熱注效果，認識油層，掌握油層熱含的關鍵技術，蒸汽干度、井下壓力、井下溫度是降低井下原油粘度，提高稠油產量的重要指標。

蒸汽干度作為稠油開采安全運行中的一個重要參數，也是影響稠油熱采效果的一個重要指標。而現階段蒸汽干度控制基本上處于常規控制階段，因此蒸汽干度控制受人為因素影響較大，不僅稠油開采安全運行受到威脅而且影響稠油熱采的效果，為此，對于稠油開采注入蒸汽干度進行自動控制的研究勢在必行。

因此，在注氣過程中需要實時監測井下溫度、壓力、及飽和蒸汽干度的數據，特此發明實現溫度、壓力、干度三參數同步測量方法。

發明內容

為了解決注汽式井下壓力、溫度、干度無法在線測量、無法實時掌握油井蒸汽注入的干度的技術問題，本發明提供一種注汽式油井溫度、壓力、蒸汽干度同步在線測量方法。

本發明的技術解決方案：

注汽式油井溫度、壓力、蒸汽干度同步在線測量方法，其特殊之處在于：包括以下步驟：

1】搭建測量裝置；

測量裝置包括位于地面上的溫度解調儀、壓力解調儀、反射率解調儀、工控機、位于井下的溫度傳感器、壓力傳感器、反射率傳感器以及井下探頭，

所述井下探頭包括外殼以及設置在外殼內的密閉筒，所述外殼與密閉筒之間形成環空，所述外殼壁上設置有導流孔，所述環空通過導流孔與井下探頭外部連通；所述外殼和密閉筒的上一端均固定在井口處；

所述溫度傳感器和反射率傳感器均放置在密閉筒內，所述壓力傳感器位于環空內且固定在井口處；

所述溫度傳感器的通過光纖與溫度解調儀的一端連接，所述壓力傳感器通過光纖與壓力解調儀的一端連接，所述反射率傳感器通過光纖與反射率解調儀的一端連接，所述溫度解調儀、壓力解調儀以及反射率解調儀的另一端均與工控機連接；

2】壓力監測：

2.1】將環空作為壓力導入設備，利用壓力傳感器敏感到井下壓力，并傳輸給壓力解調儀，經過處理后，上傳給工控機；

2.2】工控機根據收到的井下壓力，在預存在工控機內IAPWS-IF97表中計算出井下壓力對應的初始溫度值T0，飽和水、飽和汽的折射率以及飽和水、飽和汽的密度值；

2.3】根據查找出來的折射率和密度值，計算出飽和水的反射率Rw以及飽和汽的發射率Rv，待用；

3】干度計算：

3.1】反射率傳感器檢測到井下氣液兩相面的反射率R，并通過光纖傳輸給反射率解調儀，經過反射率解調儀處理后，上傳給工控機；

3.2】溫度測量；溫度傳感器檢測到井下測量溫度T，并通過光纖傳輸給溫度解調儀，經過溫度解調儀處理后，上傳給工控機；

3.3】工控機將井下測量溫度與初始溫度值T0進行比對：

如果T-0.5≦T0≦T+0.5，則此時處于飽和狀態下，則執行步驟3.4】；

否則，執行步驟2】；

3.4】工控機根據步驟2.3】中得出的飽和水的反射率Rw、飽和汽的發射率Rv以及步驟3.1】得到的氣液兩相面的反射率R，計算出干度值；

4】工控機將采集到的井下壓力、井下測量溫度和此時對應的干度值進行存儲。

還包括工控機接收到井下壓力、井下測量溫度以及計算出來的干度進行實時顯示，實現對井下壓力的實時監測。

上述溫度傳感器為耐高溫光纖傳感器。

上述壓力傳感器為光纖式FP腔傳感器。

上述工控機包括信號處理器、單片機存儲器以及電源。

本發明所具有的優點：

1、本發明可實現井下飽和蒸汽干度、溫度、壓力、三參數的連續精確測。

2、本發明為油田稠油熱力開采工藝技術的研究提供了井下環境實時變化的監控，可解決油田熱力開采高溫高壓井下溫度、壓力以及干度的實時掌握，可有效的實現最優化的注氣方案及稠油產能的提高。

附圖說明

圖1為本發明注汽式油井溫度、壓力、蒸汽干度同步在線測量的結構示意圖；