用于监测管道内的流体流的方法和系统技术方案

一种用于监测管道(5)内的流体流的方法包括：-将光纤(11)声学耦联到所述管道(5)，使所述光纤(11)与所述管道内的一个或多个限流件(R1-R4)相邻；-引入分布式声学感测(DAS)组件(12)，以测量由流过各限流件(R1-R4)的流体在所述光纤(11)中产生的声学噪声特征(SNR1-4)；-根据测得的所述声学噪声特征(SNR1-4)，推导流过各限流件(R1-R4)的流体的流体流率(QI、QI+II)；以及-在流体流率监视显示器上显示推导出的流体流率(QI、QI+II)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于监测管道内的流体流的方法和系统。
技术介绍
当前有各种流量计可用于监测管道内的流体流。许多现有的流量计是难以安装在局促空间(诸如，油和/或气生产中或流体注入井中的井下)中的成本高的设备工件。在美国专利No.6378380中，已知通过测量管道内的限流件两端的压力差监测这种情况下的流体流。然而，在油和/或气生产中或流体注入井中安装和校准这种流量计仍然是一种复杂且成本高的操作。现有的井内文氏管流量计的进一步的缺点在于，Δ-P(Δp)传感器不可用于井下使用，因此绝对压力计将安装在每个文氏管流量计的上游和下游。结果是，为了推导出井下Δ-P(Δp)测量结果，必须减去两个大数字，这是导致不精确的主要原因。为了降低这种不精确性，通常，井下文氏管经常被设计成具有大β(即，小内径)，以增大压降(Δp)。大压降(Δp>1巴)抑制了流体流量并且文氏管的小内径会阻止测井工具穿过文氏管。为了允许使用具有相对大内径的文氏管来测量相对小的Δ-P，这需要选择价格极高的高度敏感的压力计(如同石英晶体压力测量计(quartzdynegauge))。此外，各压力计具有定义的工作范围(常常1：10)，从而导致文氏管流量计具有相对小的工作范围(1:3)。因此，选择供井下使用的压力计需要很好地理解井的整个寿命期间的所期望井下压力的可能变化和压降(Δp)。这需要避免或减轻与传统Δp测量方法相关的限制。r>此外，需要用于在不需要安装压力计和其它相关高成本设备的情况下以成本有效方式监测管道内多个点的流体流的方法和系统。
技术实现思路
按照本专利技术，提供了一种用于监测管道内的流体流的方法，所述方法包括：-将光纤声学耦联到所述管道，使所述光纤与所述管道内的限流件相邻；-引入分布式声学感测DAS组件，以测量由流过所述限流件的流体在所述光纤中产生的声学噪声特征；-根据测得的所述声学噪声特征，推导流过所述限流件的流体的流体流率；以及-在流体流率监视显示器上显示推导出的流体流率。可用符合McKinley等人的经验关系的测得的声学噪声特征SNR推导出流体流率Q，这需要用多流率测试来确定取决于所述限流件的数量的多个经验校准参数。McKinley等人的经验关系可选地包括以下公式：SNR＝A+B·QN，其中，A、B和N是凭经验确定的校准参数，可通过多流率生产测试来确定凭经验确定的校准参数，其中，气体和液体生产是通过测试分离器或多相流量计、或者通过流量测试在表面处测量的，在该流量测试中，将生产测井工具插入所述管道内所述限流件的附近，改变通过所述限流件的流体流率Q并用所述生产测井工具进行测量，同时用所述光纤和DAS询问器组件测量声学噪声特征SNR。在多相流体混合物(诸如，两相流)中，可用在具有不同流阻率的两个连续流体限制件(诸如，具有不同外径/内径(OD/ID)比(β)的流文氏管)两端测得的声学噪声特征(SNR)，推导各个相位的流体流率。用已知的两个多相流公式，可推导两个单独流参数(诸如，气体/液体混合物中的气体和液体流率和油/水混合物中的水和油流率)。可致使所述光纤和所述DAS组件测量流体流通过所述限流件向着所述光纤发送的1-10、10-200、200-2000或2000-5000Hz的不同频带内的声学信号的声学噪声特征SNR。此外，按照本专利技术，提供了一种用于监测管道中的流体流的系统，所述系统包括：-光纤，其声学耦联到所述管道的外表面，并与所述管道内的限流件相邻；-分布式声学感测DAS组件，其被构造成测量由流过所述限流件的流体在所述光纤中产生的声学噪声特征；-流体流动监视显示器，其用于显示根据测得的声学噪声特征推导出的流过所述限流件的流体的流体流率。所述系统还可包括计算机可读介质，当连接到计算机时，所述计算机可读介质致使所述计算机用符合McKinley等人的经验关系的测得的声学噪声特征SNR推导出流体流率Q，所述经验关系将取决于所述限流件的数量的多个经验校准参数相关联。McKinley等人的经验关系可包括使用以下公式：SNR＝A+B·QN，其中，A、B和N是凭经验确定的校准参数。所述管道可以是布置在烃流体生产井内或者连接到烃流体生产井的烃流体运输管道、或者是连接到流体注入井或者布置在流体注入井内的流体注入管道，流体通过所述流体注入井注入到含烃流体地层。具有不同流阻率的多个限流件可沿着所述管道的长度的至少部分布置并且所述限流件可布置在生产区的下游的生产管线中或所述井的注入区的上游的流体注入管线中，以测量从所述注入区中的地层产生或者注入所述地层中的流体的量。在随附权利要求书、摘要和附图中描绘的非限制实施例的具体实施方式中描述根据本专利技术的方法和系统的这些和其它特征、实施例和优点，在对附图的描述中使用参考标号，这些参考标号是指在附图中描绘的对应参考标号。不同图中的类似参考标号指代相同或类似的对象。附图说明图1是使用根据本专利技术的方法和系统的监测流体流的井的流入区域的示意性纵向剖视图；图2是使用传统ΔP方法和根据本专利技术的方法的监测压降和流体流入的井的示意性侧面和部分纵向剖视图；以及图3示出使用传统ΔP方法和根据本专利技术的方法在图2中示出的井中测得的压降的比较。具体实施方式图1是油和/或气生产井1的示意性纵向剖视图。井1包括井套管2，井套管2被水泥粘结在周围地下地层3内。地层3包括两个油和/或气承载层3A和3B，并且井套管2被上部孔组件2A和下部孔组件2B穿孔，以便于原油和/或天然气从这些层3A和3B流入井1的内部中，如箭头4A和4B所示。生产管线5从井口6悬起，进入井1中并且通过与油和/或气承载地层3A和3B的上边缘相邻设置的一对封隔器7和8密封地连接到井套管2，使得在生产管线5和井套管2之间的环状空间9被划分成上部环状空间9A、中间环状空间9B和下部环状空间9C。允许原油和/或天然气经由下部孔组件2B、下部环状空间9C和生产管线5的敞口下端从下部原油和/或天然气承载地层3B流入生产管线5的内部的下部部分5B中，如箭头4B所示。允许原油和/或天然气经由上部孔组件2A、中间环状空间9B和滑动套阀10从上部原油和/或天然气承载地层3A流入生产管线5的内部的上部部分5A中。一对下部文氏管限流件R1和R2布置在滑动套阀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于监测管道内的流体流的方法，所述方法包括：‑将光纤声学耦联到所述管道，使所述光纤与所述管道内的限流件相邻；‑引入分布式声学感测DAS组件，以测量由流过所述限流件的流体在所述光纤中产生的声学噪声特征；‑根据测得的所述声学噪声特征，推导流过所述限流件的流体的流体流率；以及‑在流体流率监视显示器上显示推导出的流体流率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.28 EP 13190463.31.一种用于监测管道内的流体流的方法，所述方法包括：
-将光纤声学耦联到所述管道，使所述光纤与所述管道内的限流
件相邻；
-引入分布式声学感测DAS组件，以测量由流过所述限流件的
流体在所述光纤中产生的声学噪声特征；
-根据测得的所述声学噪声特征，推导流过所述限流件的流体的
流体流率；以及
-在流体流率监视显示器上显示推导出的流体流率。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，按照McKinley的经验
关系从测得的声学噪声特征SNR推导出流体流率Q，所述McKinley
的经验关系将取决于所述限流件的数量的多个经验校准参数相关联。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，McKinley的经验关系包
括以下公式：SNR＝A+B·QN其中，A、B和N是凭经验确定的校
准参数。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，通过多流率生产测
试来确定凭经验确定的校准参数A、B和N和其它经验校准参数，
其中，气体和液体生产是通过测试分离器或多相流量计、或者通过流
量测试在表面处测量的，在该流量测试中，将生产测井工具插入所述
管道内所述限流件的附近，改变通过所述限流件的流体流率Q并用
所述生产测井工具进行测量，同时用所述光纤和DAS询问器组件测
量声学噪声特征SNR。
5.根据权利要求2、3或4所述的方法，其中，致使所述光纤和
DAS组件测量通过所述限流件的流体流向着所述光纤发送的1-10、

\t10-200、200-2000和2000-5000Hz的不同频带内的声学信号的声学
噪声特征SNR。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述管道是布置在烃流
体生产井内或者连接到烃流体生产井的烃流体运输管道、或者是连接
到流体注入井或者布置在流体注入井内的流体注入管道，流体通过所
述流体注入井注...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·H·M·W·因特庞惠斯，J·J·登布尔，R·M·库斯特尔斯，D·罗伊，D·穆斯塔菲娜，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL