[發(fā)明專利]基于光纖噪聲數(shù)據(jù)的水平井產(chǎn)出剖面計(jì)算方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011147761.1
• 申請(qǐng)日: 2020-10-23
• 公開（公告）號(hào): CN112081587A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 衛(wèi)詩(shī)豪;段永剛;魏明強(qiáng);李政瀾;張銳鐸;盛舒遙;伍梓健;李裕民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B49/00
• 分類號(hào): E21B49/00;G06F30/20;G06F17/10
• 代理公司: 成都方圓聿聯(lián)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51241
• 代理人: 李鵬

1.一種基于光纖噪聲數(shù)據(jù)的水平井產(chǎn)出剖面計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1:根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)分布式光纖噪聲傳感器收集的井下原始聲學(xué)數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)塊劃分；塊的時(shí)間和空間大小取決于計(jì)算機(jī)計(jì)算速度和工程需要的空間和時(shí)間分辨率；同時(shí)保證后一塊數(shù)據(jù)體包含上一個(gè)部分的一半，增強(qiáng)數(shù)據(jù)重復(fù)性；

S2:將劃分好的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行頻率-波數(shù)域分析；

設(shè)所研究的數(shù)據(jù)塊包含M個(gè)噪聲信號(hào)收集單元；在第i點(diǎn)處測(cè)得的噪聲信號(hào)為a(x,t)，表示t時(shí)刻下位于x位置處收集的能量幅值；沿時(shí)域采樣點(diǎn)數(shù)為N，則測(cè)得幅值能量離散信號(hào)為：

{a(i,n)}(i＝0～M-1,n＝0～N-1)

將噪聲信號(hào)沿時(shí)間方向進(jìn)行一維離散傅里葉變換得到頻率-幅度譜為：

式中，e^-j2π為傅里葉積分變換因子，頻率Δt為時(shí)域的采樣間隔；然后再沿x方向?qū)臻g序列A(i,f)進(jìn)行一維離散傅里葉變換的到信號(hào)的頻率-波數(shù)譜為：

式中，波數(shù)Δx為空間采樣間隔；同時(shí)由機(jī)械波波速c與波長(zhǎng)λ和頻率f關(guān)系：

k為角波數(shù)、為波數(shù)、

得到頻率-波數(shù)譜下的斜率即為所提取的聲速；

S3:根據(jù)多普勒效應(yīng)理論用以下公式修正：

c₁-位于上游測(cè)點(diǎn)測(cè)量的聲速；

c₂-位于下游測(cè)點(diǎn)測(cè)量的聲速；

v_m-混合流體速度；

c_m-聲波在混合流體中傳播的靜態(tài)聲速；

S4:根據(jù)聲速-相分?jǐn)?shù)模型，通過(guò)聲波在不同類型，不同相分?jǐn)?shù)流體內(nèi)的傳播速度得到該混合流體的相分?jǐn)?shù)；考慮管道直徑d，單位m；管壁厚度t和管材楊氏模量E的混合流體內(nèi)聲速表達(dá)式為：

管道直徑d單位為m，管壁厚度t單位為m，管材楊氏模量E單位為Pa；

α_o--油相分?jǐn)?shù)

ρ_w--水相流體密度，kg/m3

ρ_o--油相流體密度，kg/m3

c_o--聲波在油中的傳播速度，m/s

c_w--聲波在油中的傳播速度，m/s

c_m--聲波在混合物中的傳播速度，m/s

E--管道楊氏模量，N/m2

上式中的c_m是通過(guò)噪聲信號(hào)中提取并經(jīng)過(guò)多普勒效應(yīng)校正后的聲波在混合流體內(nèi)傳播的靜速度；上式右側(cè)涉及的相密度可通過(guò)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)PVT下獲得；代入室內(nèi)測(cè)試數(shù)據(jù)即可得到混合立體的相分?jǐn)?shù)；

S5:選擇下一塊數(shù)據(jù)塊重復(fù)步驟S2至S4，直到完成整個(gè)水平井段的相分?jǐn)?shù)求取；然后通過(guò)獲得流體流速乘以管道橫截面積即可獲得每段體積流量，進(jìn)一步的獲得整個(gè)水平井段的油氣產(chǎn)出剖面。