[發明專利]提供基于熵的多相流表征的系統、方法和計算機介質

有效

• 申請號: 201680048585.1
• 申請日: 2016-06-22
• 公開（公告）號: CN107923781B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 塔爾哈·賈邁勒·艾哈邁德;邁克爾·約翰·布萊克;穆罕默德·阿爾薩蘭;穆罕默德·納比爾·努依-梅希蒂
• 申請（專利權）人: 沙特阿拉伯石油公司
• 主分類號: G01F1/74
• 分類號: G01F1/74;G01F1/66;G01N29/02
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 顧麗波;李榮勝

系統、計算機實現方法和具有存儲的計算機程序的非暫時性計算機可讀介質使用近似熵計算技術來提供對多相流體流(MPF)的表征，以增強對烴生產操作的管道區段中流動狀態的測量和監測。該系統和方法可以使用主成分分析進行優化。

發明人：

Talha Jamal AHMAD

Michael John BLACK

Muhammad ARSALAN

Mohamed Nabil NOUI-MEHIDI

技術領域

本公開的實施例涉及用于表征管道中的多相流體流(MPF)的系統和方法。

背景技術

兩種或更多種物理相的同時流動被稱為多相流體流(MPF)。MPF的流動行為比單相流動狀態模式更復雜。MPF中的流動狀態可以取決于許多因素，包括例如，一種流體與另一種流體的相對密度比、不同流體之間的粘度差、以及每種流體的速度(滑動)。MPF可以包括兩種或更多種相的任意組合，相包括固體、液體和氣體。例如，一種MPF可以包括沙、石油和天然氣。準確測量和表征MPF狀態對于優化烴生產井的生產和確定生產流的組成和數量來說是重要的。

已經提出了用于MPF參數(包括例如，流動狀態、流速、固體含量的存在、以及各相相對于彼此的體積比和質量比)的非侵入式測量的系統和方法。有源系統包括通過流動來傳遞聲學頻率和超聲波頻率中的任一個或任意組合、并分析接收到的聲學響應的系統。

利用聲發射和聲學信號來識別各種流動狀態和MPF中固體含量的存在的非侵入式系統和方法采用來自流體聲學數據的各種參數，諸如例如，信號幅度、均方根(RMS)值、能量和基頻含量。這樣的系統和方法通常應用閾值技術和模板匹配技術。現有系統和方法帶來的眾多挑戰之一包括在MPF系統中存在連續的和隨機的背景聲學噪聲和電噪聲。

發明內容

申請人已經認識到需要用于表征多相流體流(MPF)的精確而高效的測量系統和方法。申請人還認識到，使用本公開的系統和方法的近似熵計算和技術允許對MPF進行精確實時的測量和表征。本公開的實施例是非放射性的，不會以任何方式阻礙流動，并且計算高效。本公開的實施例將允許在管道、輸送管、殼體、襯管和管子中的任意一個或任意組合中非侵入式地測量各種MPF參數，并且將識別MPF中固體(諸如例如，沙子)的存在。某些實施例將使非侵入式、低成本、小型、精確的儀表能夠用來測量和表征MPF狀態和MPF特征，這將改善烴提取應用中的監測、生產和儲層管理。

此外，申請人已經認識到可以使用近似熵計算來量化MPF中的短期和長期復雜性和隨機性的基于統計的方法。不同的MPF流動狀態將表現出不同的統計隨機值，特別是在更短的時間段內。主成分分析用于優化本公開的某些實施例。

已經認識到用于測量MPF的現有系統和方法的缺點，這些缺點的來源以及解決這些缺點的方案，申請人公開了系統、計算機實現方法和具有存儲的計算機程序的非暫時性計算機可讀介質的實施例，以提供無源和有源系統和方法來表征MPF，從而加強對用于烴生產操作的管道區段中的流動狀態的測量和監測。烴生產操作可以指涉及任何形式的烴的任何上游或下游生產，任何形式的烴包括但不限于原油、天然氣、天然氣冷凝物、液化石油氣、重質產品、輕質產品和餾出物。