[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

本發明屬于石油工程技術領域，具體涉及一種特高含水水平油水兩相流平均流速測量方法，包括以下步驟：1、確定脈沖熱源加熱器最優形狀、最優材料，確定脈沖熱源加熱器最低加熱放電電壓，降低功耗從而增強測量時間；2、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；3、建立特高含水油水兩相流的平均流速v的計算模型。特高含水油水兩相流流速測量裝置主要有脈沖熱源、光纖光柵背景溫度探測器、光纖光柵溫度探測器對、測量電路構成；不僅可提高油水兩相流流速測量精度，而且可提高儀器測量時長。

技術領域：

本發明屬于石油工程技術領域，具體涉及一種特高含水水平油水兩相流平均流速測量方法。

背景技術：

油田進入開發后期，產液呈現高含水、低流速的特點，當含水率大于90％時，油田開發就已經進入了特高含水開發期，此時往往采用水平井、化學驅和小井筒等方法提高采收率。這些新技術的應用一方面提高采收率，另一方面也給生產測井帶來了難題。采用水平井和化學驅等方法致使產液粘度增強、出砂現象嚴重，致使常用的流速測量方法失效或誤差大。

平均流速是油井生產必須提供的一個參數，它的測量精度直接決定了與油田生產相關的注水和調刨參數。目前由于特高含水井產液粘度增強、出砂現象嚴重，致使目前的流速測量方法失效或者測量精度低。為此，常采用熱示蹤法來測量流速，但是由于水平筒內油水呈現分層流動、油水分布不均、流速上下不同等特點，致使現有的熱示蹤測量水平井小井筒流速時誤差很大，無法滿足油田現場計量需求，并且現有的熱示蹤測量法儀器由于功耗過大測量時間很短。

發明內容：

本發明的目的是提供一種特高含水水平油水兩相流平均流速測量方法，該方法能解決特高含水水平井由于產液粘度增強、出砂現象嚴重導致的常用測井方法失效、測量精度低和測量時間短的問題，為特高含水油井生產提供可靠的流速測量方法。

本發明采用的技術方案為：

特高含水油水兩相流流速測量裝置包括脈沖熱源加熱器、光纖光柵背景溫度探測器、光纖光柵溫度探測器和測量電路；所述脈沖熱源加熱器、光纖光柵背景溫度探測器、光纖光柵溫度探測器和測量電路依次設置；光纖光柵背景溫度探測器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；脈沖熱源加熱器的熱源形狀為長方體，其材料為金；光纖光柵溫度探測器對由兩個光纖光柵溫度探測器陣列構成，每個光纖光柵溫度探測器陣列由徑向間隔軸向間隔L的n個光纖光柵溫度探測器對構成，相同縱向高度位置上的光纖光柵溫度探測器為一對，其中D為管道直徑，n為每個光纖光柵溫度探測器陣列包含光纖光柵溫度探測器的對數。

一種特高含水水平油水兩相流平均流速測量方法，所述測量方法包括以下步驟：

步驟一：確定脈沖熱源加熱器最優形狀、最優材料，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，降低功耗從而增強測量時間；

光纖光柵背景溫度探測器用來探測初始流體的背景溫度以便確立脈沖熱源的最低放電電壓，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：