[發(fā)明專利]一種基于熱力學(xué)的流量計及測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610087498.9
• 申請日: 2016-02-16
• 公開（公告）號: CN105628118A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭應(yīng)舉;李白;賴曉虎;盧輝
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西華晨石油科技有限公司
• 主分類號: G01F1/684
• 分類號: G01F1/684
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于油田測井技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于熱力學(xué)熱場傳導(dǎo)輻射 原理的生產(chǎn)井井下流量測量新方法，同時提供了基于該方法的新型流量計。

背景技術(shù)

我國油田進(jìn)入后期開發(fā)時，生產(chǎn)測井領(lǐng)域的產(chǎn)出剖面和注入剖面的流量 是十分重要的參數(shù)，其關(guān)乎產(chǎn)層產(chǎn)量的評價和注入井吸入層吸入量的確定， 但現(xiàn)有流量測量技術(shù)都不同程度存在缺陷，具體如下：

1、目前產(chǎn)出剖面流量測試主要使用渦輪流量計，由于井下振動、高溫 及井況較為復(fù)雜，其測井成功率低、精度差且啟動排量大；

2、注入剖面的流量測量目前主要使用超聲波流量計、電磁流量計、渦 街流量計等流量計，其中：超聲波流量計電路探頭復(fù)雜、不能工作于高溫環(huán) 境下，且只能適用于注水井的流量測試；電磁流量計雖然測量精度高，但其 環(huán)境適應(yīng)性差、對注入流體的介電常數(shù)有要求，且該儀器價格相對昂貴；渦 街流量計只適用于大流量水、氣的流量測量，雖電路簡單但測量精度低。

目前暫無一種能夠適用于各種流體介質(zhì)、測量精度高、且有較高測井成 功率的流量測試技術(shù)，以滿足各類油田的多方面需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于熱力學(xué)熱場傳導(dǎo)原理的生產(chǎn)井井下流 量測量方法，經(jīng)理論推導(dǎo)并經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)井刻度得出流體流量與熱量流逝的函數(shù)關(guān) 系，通過求取加熱探頭功率及溫度，流體環(huán)境溫度，求出流體流量。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

一種基于熱力學(xué)的流量計，所述基于熱力學(xué)的流量計包括：

殼體，殼體的內(nèi)部設(shè)置有貫穿殼體的過線管，以及設(shè)置在殼體內(nèi)的THR 加熱探頭和PT1000溫度傳感器探頭；

所述THR加熱探頭設(shè)置在殼體內(nèi)一端，THR加熱探頭內(nèi)設(shè)置有金屬加熱 絲，通過導(dǎo)線接入電子儀，電子儀測控電路測量THR加熱探頭的電流和電壓， 還測量PT1000溫度傳感器探頭的流體溫度，即流體的環(huán)境溫度，并與THR 加熱探頭測定的溫度、功率參數(shù)計算出流體流量。

進(jìn)一步地，所述THR加熱探頭至少設(shè)置有一個。

進(jìn)一步地，所述金屬絲可以用鎢絲、康銅絲、或其他合金絲中的一種制 作THR加熱探頭。

進(jìn)一步地，所述殼體測量通道上設(shè)置有進(jìn)水口和出水口。

進(jìn)一步地，所述電子儀接頭外殼與測量通道外殼連接，其連接處設(shè)置有 密封件。

進(jìn)一步地，所述測量通道的上端是儀器上接頭，上接頭和殼體的連接處 設(shè)置有密封件。

進(jìn)一步地，所述THR加熱探頭采用普通THR加熱探頭，適應(yīng)環(huán)境溫度低 于300℃，用高溫導(dǎo)熱硅膠將加熱金屬絲填充耦合于承壓金屬探頭內(nèi)

或者采用高溫THR加熱探頭，適應(yīng)環(huán)境溫度高于300℃，用鎂粉將金屬 絲填充耦合于承壓金屬探頭內(nèi)靜壓成型。

本發(fā)明提供了一種基于熱力學(xué)的流量測量方法，其特征在于，包括有以 下步驟：

(1)在井下流體內(nèi)設(shè)置用于檢測流體溫度T1的PT1000溫度傳感器探頭， 以及THR加熱探頭，用于檢測加熱探頭溫度T2；

(2)將所述PT1000溫度傳感器探頭及THR加熱探頭耦合接入電子儀， 電子儀用于檢測PT1000溫度傳感器探頭流體溫度T1及檢測THR加熱探頭溫 度T2，并控制THR加熱探頭控制溫度的升降，并檢測THR加熱探頭的功率P；

(3)采用恒功率法:即電子儀對THR加熱探頭的激勵加熱功率進(jìn)行電流、 電壓大小的采集和控制，使加熱功率P＝I*V恒定不變，采集并計算出THR加 熱探頭的溫度T2；然后再采集流體環(huán)境溫度T1，求出溫差ΔT＝T2-T1，最后 計算出流體質(zhì)量流量Qm，Qm＝f(ΔT，P)；

或者采用恒溫差法：即電子儀采集THR加熱探頭的溫度T2，流體環(huán)境 溫度T1，計算ΔT＝T2-T1，電子儀通過調(diào)節(jié)THR加熱探頭的激勵電壓V和激 勵電流I的大小，使ΔT恒定于某個溫度值，(如ΔT＝55℃)，電子儀采集發(fā) 熱探頭電壓V、電流I，并求取功率P＝V*I，最后求取流體的質(zhì)量流量，Qm＝f (P，ΔT)；

或者采用自由式法，即電子儀控制THR發(fā)熱探頭的發(fā)熱，采集其激勵電 壓V、電流I，并計算加熱功率P＝V*I，然后再采集計算THR加熱探頭的溫 度T2，流體環(huán)境溫度T1，并計算ΔT＝T2-T1，最后求取流體的質(zhì)量流量，Qm＝f (ΔT，P)。

本發(fā)明具有如下有益效果：