[發明專利]一種基于井下紅外光譜的氣油比測量方法及裝置

有效

• 申請號: 202110043123.3
• 申請日: 2021-01-13
• 公開（公告）號: CN112730299B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 梁海波;杜麟龍;李忠兵;楊海;張禾;于學會
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G01N21/35
• 分類號: G01N21/35;G01N21/3504;G01N21/3577
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 劉妮

本發明公開一種基于井下紅外光譜的氣油比測量方法及裝置，通過井下紅外光譜實時測量氣油比，井下紅外光譜測量具有隨鉆、實時、快速、準確的優點；采用了導數和平滑濾波的方式消除背景噪聲，利用多元散射校正消除漫反射和散射的影響；還建立了氣、油、水光譜數據庫，聯立溫度、壓力利用PLS回歸分析建立映射矩陣。通過實時數據在映射矩陣的投影獲取油、氣、水的相對濃度，并且提出了新的井下近紅外光譜裝置來進行氣油比的實時計算。

技術領域

本發明涉及井下紅外光譜技術領域，尤其涉及一種基于井下紅外光譜的氣油比測量方法及裝置。

背景技術

在油田上，通常把油井產氣量和產油量的比值稱為油氣比，它表示每采出一噸原油要伴隨采出多少立方米。這是一個很重要的參數。當地下油層的壓力降低到一定數值時，原油中的天然氣就會大量脫出，使油氣比增高。這時，地下原油由于天然氣的脫出，粘度就會增大，流動阻力也就增加，對開發造成不利影響，甚至使油層里留下的原油成為“死油”而采不出來，降低了采收率。在這種情況下，為了保證油井長期穩產、高產，就必須適當控制油氣比，減少能量的銷耗，同時還要加強注水，以水驅油，不斷補充油層的能量。

對于氣油比的動態測量國內外做了大量的研究。國內的研究大多針對氣油比測量裝的設計。一般測量都在地面上。采用了地面氣液分離的方式，來分別計算原油和甲烷的含量，進而計算氣油比。采用的測量技術分別有氣液分離之后，用孔板流量計計量甲烷的含量，用質量流量計計量原油的含量，利用plc進行控制，定時間進行計算。這種方法比較簡單，獲得信息的時間比較滯后。而且沒有考慮清楚其中還有很多其他成分的物質可能造成的誤差。也有采用色譜儀來計量氣體和液體的含量但同時也存在獲取信息時間比較滯后的問題。

此外，對于氣油比的計算還有采用擬合氣油比定量計算方程的方法。其中有人發表了一種泡沫油型超重油油田的生產氣油比的獲取方法及裝置。其通過測試生產井的參數：產油量、采出程度，以及測試生產井對應的產氣量構建不同開發層系對應的開采程度氣油比函數。通過不同層系的氣油比函數，來計算未測試井的氣油比。還有人通過機器學習的方式，通過一些間接的物理量上沖程平均載荷、下沖程平均載荷、井口壓力、抽油機沖程和沖次、流出井口的油液出液量、電動機上沖程平均電流和電動機下沖程平均電流數據代入模型中訓練，可以降低噪聲對于預測精度的影響。但是這種方法需要大量的數據進行訓練不具有一般適用性并且這種通過間接的物理量測量預測氣油比可能并不準確。還有通過氣測錄井參數進行氣油比定量測量，同樣也需要建立經驗模型。這些方法都做不到現場快速實時氣油比測量。因此，解決這一類的問題顯得尤為重要。

發明內容

針對上述問題，本發明提供了一種基于井下紅外光譜的氣油比測量方法及裝置，通過大量已知組分的光譜數據建立映射矩陣，通過實時測量的井下光譜數據在映射矩陣的投影來計算各組分的相對濃度。

為了實現上述技術方案，本發明提供了一種基于井下紅外光譜的氣油比測量方法，包括以下步驟：

步驟一：放置井下紅外光譜裝置

將紅外光譜裝置放入到油井中，用來獲取地層流體；

步驟二：獲取地層流體

通過紅外光譜裝置測量水、甲烷、原油的紅外光譜數據，利用算法光譜數據降低至零降低地層流體折射和反射的誤差；

步驟三：井下光譜數據多元散射校正

利用多元散射校正消除漫反射和散射對井下光譜數據的影響；

步驟四：井下光譜數據進行平滑濾波

利用平滑濾波對井下光譜數據去噪，以消除井下光譜數據的噪聲和背景干擾；

步驟五：井下光譜數據取導數

利用導數對光譜數據進行微分處理，提高光譜的分辨率。

步驟六：獲取映射矩陣