[發明專利]一種特高含水水平油水兩相流平均流速測量方法

在審

• 申請號: 202110144409.0
• 申請日: 2021-02-02
• 公開（公告）號: CN112901141A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 韓連福;鄭朝亮;付長鳳;杜琳琳;劉興斌;牟海維;謝榮華
• 申請（專利權）人: 東北石油大學
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B47/07
• 代理公司: 大慶禹奧專利事務所 23208
• 代理人: 朱林;楊立芹

1.一種特高含水水平油水兩相流平均流速測量方法，其特征在于：所述測量方法包括以下步驟：

步驟一：確定特高含水油水兩相流流速測量裝置的脈沖熱源加熱器最低加熱放電電壓U₁；

脈沖熱源加熱器功率應滿足下式：

Q＝PΔt≥c(ρπR²l)(T₁-T₀)

其中，Q為加熱量，P為加熱功率，Δt為加熱時間，c為油水混合比熱容，ρ為油水混合密度，R為井筒內半徑，l為加熱器距離探測器的距離，T₁和T₀分別為加熱后流體溫度和流體的初始溫度；

脈沖熱源加熱器的放電功率計算方法如下：

其中，C為脈沖熱源加熱器的電容值，U₁為放電前電容器的電壓值，U₂為放電后電容器的電壓值，由脈沖熱源加熱器功率應滿足的條件和脈沖熱源加熱器的放電功率計算方法可得U₁的表達式式如下：

步驟二：采集特高含水油水兩相流流體的溫度信號，計算特高含含水油水兩相流流經不同熱敏探測器之間的度越時間；

度越時間的計算方法為：

第j對光纖光柵溫度探測器的第一個探測器探測到的溫度信號記為S_j1，j為光纖光柵溫度探測器的序號，j＝1,2,3,…,n；第j對光纖光柵溫度探測器的第二個探測器探測到的溫度信號記為S_j2；S_j1和S_j2是同一熱源產生的信號，即S_j1和S_j2滿足下式：

S_j1(t)＝S_j2[t+τ_j]

式中，t是時間，τ_j是流體流過第j對光纖光柵溫度探測器第一個探測器與第二個探測器的度越時間；

步驟三：建立特高含水油水兩相流的平均流速的計算模型；

特高含水油水兩相流的平均流速的計算方法如下：

在特高含水水平井中，處于不同管道位置處的流體流動的速度不同，且不同位置處的流體對平均速度的貢獻率也不相同，平均流速的計算模型如下：

式中，v_j為第j對光柵溫度探測器測量獲得的速度，γ_j為第j對光柵溫度探測器所獲流速對平均速度的貢獻率；

v_j的計算方法如下：

γ_j的可通過灰關聯分析的方法獲得，具體方法如下：

設z次用來標定的油水兩相流流速平均流速X₀＝[x₀(1),x₀(2),…,x₀(k),…，x₀(z)]已知，其中x₀(k)是油水兩相流第k次平均標定流速，在此條件下第j對光柵溫度探測器測量獲得的標定速度V_j的表達式為X_j＝[x_j(1),x_j(2),…,x_j(k),…,x_j(z)]，其中x_j(k)是第j對光柵溫度探測器測量獲得的第k次標定速度，γ_j的表達式如下：

式中，ξ為X₀和X_j的分辨系數，表示第X₀與X_j鄧氏距離的最小值，表示第X₀與X_j鄧氏距離的最大值。

2.根據權利要1所述的一種特高含水水平油水兩相流平均流速測量方法，其特征在于：所述特高含水油水兩相流流速測量裝置包括脈沖熱源加熱器(1)、光纖光柵背景溫度探測器(2)、光纖光柵溫度探測器(3)和測量電路(4)；所述脈沖熱源加熱器(1)、光纖光柵背景溫度探測器(2)、光纖光柵溫度探測器(3)和測量電路(4)依次設置。

3.根據權利要2所述的一種特高含水水平油水兩相流平均流速測量方法，其特征在于：所述光纖光柵背景溫度探測器(2)安裝在測量裝置的入口，用來探測沒加熱前的油水兩相流流體溫度。