[發明專利]壓裂返排液含固率檢測方法

在審

• 申請號: 202011445815.2
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN114624273A
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 鄧峰;陳冠宏;陳詩雯;張建軍;王夢穎;熊春明;雷群;陶冶
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G01N24/08
• 分類號: G01N24/08;G01N13/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王濤;任默聞

一種壓裂返排液含固率檢測方法，所述方法包括：對待測壓裂返排液進行采樣，得到多相流樣品，對多相流樣品中的油、氣、水及固體進行四相分離；對純凈水及水、油分別進行核磁共振，得到對應的自由衰減信號的首幅值，利用首幅值確定水與油對應的含氫指數；對水與油施加擴散編輯脈沖序列，得到水與油對應的擴散系數；利用多相流核磁共振流量計的第一天線及第二天線，分別對待測壓裂返排液進行脈沖發射，采集對應的回波信號，根據回波信號、含氫指數及擴散系數，確定待測壓裂返排液的含固率。本發明利用核磁共振技術，全過程不依賴核磁共振譜，實現對壓裂返排液進行四相含量的測量，準確確定壓裂返排液含固率，實現高效、環保、安全的在線檢測。

技術領域

本發明涉及壓裂返排液檢測技術領域，尤指一種壓裂返排液含固率檢測方法。

背景技術

在石油壓裂工程中，返排液的實時流量及相含率檢測是評價壓裂效果的有效手段。返排液流體由原油、壓裂液、天然氣、砂等4個不同組分混合而成。此外，返排液往往保持著高速連續流動的狀態，需要對其在線檢測，這對相含率的定量檢測帶來了極大的困難。

現有檢測方式通過對管道多相流進行采樣后，采用自然沉降或離心的方式，基于各組分密度差異實現分層后，進行計量。這類方法的弊端十分明顯：(1)需要阻斷流體流動狀態后采樣(阻礙施工)；(2)檢測后的樣品被廢棄造成污染；(3)采樣至實驗室檢測需要時間，造成檢測數據的滯后，效率低下；(4)采樣過程由于樣品溫度、壓力的變化，可能造成其物性參數的變化，測量結果無法反映管道內流體的真實數據。

核磁共振技術在復雜流體定量檢測方面的應用已十分成熟，且因其相比于其他技術具備準確、綠色、安全等優勢而脫穎而出，但是當前復雜流體核磁共振檢測技術也同樣依賴采樣測量，即不能用于流動流體的在線測量。我們之前提出了針對油、氣、水三相流的核磁共振相含率測量方法，但由于壓裂返排液中大量存在固相，且固相的多少是壓裂液攜砂性評價的重要指標之一，不能忽略。所以針對油、氣、水、固四相流相含率的檢測技術需求迫切。

發明內容

本發明實施例的主要目的在于提供一種壓裂返排液含固率檢測方法，實現對壓裂返排液所包含的油、氣、水、固四個組分進行各相含量的測量，準確確定壓裂返排液含固率。

為了實現上述目的，本發明實施例提供一種壓裂返排液含固率檢測方法，所述方法包括：

對待測壓裂返排液進行采樣，得到多相流樣品，并對所述多相流樣品中的油、氣、水及固體進行四相分離；

對純凈水及所述多相流樣品中的水、油分別進行核磁共振，得到對應的自由衰減信號的首幅值，并利用所述首幅值確定所述多相流樣品中的水與油對應的含氫指數；

對所述多相流樣品中的水與油施加擴散編輯脈沖序列，得到所述多相流樣品中的水與油對應的擴散系數；

利用多相流核磁共振流量計的第一天線及第二天線，分別對待測壓裂返排液進行脈沖發射，采集對應于第一天線及第二天線的回波信號，并根據所述回波信號、含氫指數及擴散系數，確定所述待測壓裂返排液的含固率。

可選的，在本發明一實施例中，所述方法還包括：利用所述待測壓裂返排液的含固率，對石油壓裂工程中的壓裂效果進行測評。

可選的，在本發明一實施例中，所述對所述多相流樣品中的油、氣、水及固體進行四相分離包括：利用靜置方式或離心技術，對所述多相流樣品中的油、氣、水及固體進行四相分離。

可選的，在本發明一實施例中，所述對純凈水及所述多相流樣品中的水、油分別進行核磁共振，得到對應的自由衰減信號的首幅值包括：將純凈水及所述多相流樣品中的水、油分別放入測試容器中；其中，所述測試容器的內徑及外徑與多相流核磁共振流量計的流體管內徑及外徑相同，所述測試容器的長度大于多相流核磁共振流量計第一天線及第二天線的長度；將所述測試容器放置于所述多相流核磁共振流量計探測區域，測量得到所述純凈水及所述多相流樣品中的水、油對應的自由衰減信號的首幅值。