[發明專利]一種深層地熱氣水兩相井底測量裝置及數據處理方法

在審

• 申請號: 201711033305.2
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN107829722A
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 樊冬艷;孫海;姚軍;孫致學;張凱
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B49/00;E21B47/06;E21B47/07;E21B47/12
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及的是深層地熱資源開采技術領域，具體的說是一種深層地熱氣水兩相井底測量裝置及數據處理方法。

背景技術

在深層地熱開采過程中，熱量的測量與監測是一項非常重要的任務，它是生產井發電潛力評價基礎數據的來源，以及相關熱儲資源、電站設計的主要依據。目前地熱主要采用地面熱量監測系統，比較簡單，但由于深層地下與地面情況差別較大，地面監測難以反映深層地熱的實際情況。

準確監測深層井下熱值特別是氣水兩相流動難度較大，由于地熱流體沿井筒產生沸騰而使問題變得復雜了。目前地下氣水兩相的監測方法主要有光纖傳感器測量法和示蹤劑稀釋測量法。

光纖傳感器測量法特別適用于氣泡流，采用氣泡通過兩個傳感器的時間不同得到氣相的速度，而其它流動狀態無法準確監測，例如井筒內環狀流，其次，光纖傳感器測量法只能得到氣相流動速度，同時需要采用其它方法測量液相速度，例如采用電阻率測量得到液相流度和焓值。

示蹤劑稀釋測量法被廣泛應用于EGS工程的不同階段，包括儲層改造之前、過程中、之后以及長期的場地管理或能力預測等階段。依據示蹤劑的屬性分為天然示蹤劑和人工示蹤劑，傳統示蹤劑稀釋測量法基于人工示蹤劑，由注水井注入已知濃度的示蹤劑，通過生產井處示蹤劑的初始出現時刻、示蹤劑濃度峰值出現時刻和峰值濃度等數據評價井間的連通性以及導熱性，其中無機離子(CaF2,LIcl,etc)常作為液相示蹤劑，揮發性的有機氣體(乙烷、乙醇、等)作為氣相示蹤劑，而傳統示蹤劑稀釋測量法無法考慮氣相示蹤劑在液相中的溶解過程，導致結果不夠準確。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的缺陷和不足，提供一種深層地熱氣水兩相井底測量裝置及數據處理方法,該裝置以數據采集、處理、校核為一體，實現實時的跟蹤顯示。主要依托相關的傳感器實時采集到高精度的氯離子濃度的變化數據，基于相關的公式，編制相應程序，輸出氣液兩相的配比關系，進而計算得到地熱井兩相流的井下動態熱值，結果準確。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種深層地熱氣水兩相井底測量裝置，包含井筒、光纖傳感器、數據收集裝置、數據處理裝置和數據顯示及保存裝置，所述井筒的中間豎直設置有淺層，所述淺層的內部設置有光纖傳感器，所述光纖傳感器與數據收集裝置連接，所述數據收集裝置與數據處理裝置連接，所述數據處理裝置與數據顯示及保存裝置連接。

進一步，所述淺層的內部從下到上依次設置有監測點2、監測點3、監測點1。

進一步，所述井筒的下端到上端依次設置有地層3、地層2、地層1。

進一步，所述地層3與監測點2相對應。

進一步，所述地層2與監測點3相對應。

進一步，所述地層1與監測點1相對應。

一種深層地熱氣水兩相井底數據處理方法，具體步驟如下：

步驟1：根據地層情況分為單層或多層進行測試，下至傳感器，主要包括壓力、溫度以及氯離子濃度監測裝置，通過數據傳感器實時導入數據接收裝置，進行下步處理；

步驟2：若地熱儲層為單層，通過地面監測器得到壓力、總流量、蒸汽含量、氯離子濃度，并收集數據；

步驟3：若地熱儲層為多層，則需要通過監測到的氯離子含量進行分類，共分為三種情況；第1種情況：通過地面監測器得到壓力、總流量、蒸汽含量、氯離子濃度，地層監測器得到井底不同層的氯離子濃度、地層壓力，并收集數據；第2種情況：通過地面監測器得到壓力、總流量、蒸汽含量、氯離子濃度，地層監測點2的氯離子濃度、地層壓力、溫度，并收集數據；第3種情況：通過地面監測器得到壓力、總流量、蒸汽含量、氯離子濃度，地層監測各層氯離子濃度、地層壓力、溫度，其次，通過光纖傳感器測量地層孔隙度和氣體流速，收集數據；

步驟4：通過顯示器實時顯示結果，做到實時監控，并進行數據存儲。

采用上述結構后，本發明的有益效果為：采用示蹤劑稀釋測量法，以氯離子濃度為指示物，發明了配套井口裝置，該裝置以數據采集、處理、校核為一體，實現實時的跟蹤顯示，主要依托相關的傳感器實時采集到高精度的氯離子濃度的變化數據，基于相關的公式，編制相應程序，輸出氣液兩相的配比關系，進而計算得到地熱井兩相流的井下動態熱值。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。