水平井环空流量测量的方法技术

本公开实施例公开了一种水平井环空流量测量的方法

【技术实现步骤摘要】
水平井环空流量测量的方法、系统、装置及存储介质


[0001]本公开实施例涉及井下探测
，尤其涉及一种水平井环空流量测量的方法
、
系统
、
装置及存储介质
。

技术介绍

[0002]随着油气田的多年开发，对油气的开采已由传统的直井开采转换为水平井开采
。
相对于直井开采，水平井具有与油藏接触面积广的特点，但是该特点会导致处于生产过程中的水平井油管和套管之间的环空流道内存在大量流体，该流体的流量，即环空流量，对水平井生产过程中的动态监测产生一定的影响，并且随着水平井长度的增加，所述环空流量所占总产液量的比例也会逐渐增加
。
因此，对所述环空流量进行精确测量，对提高水平井生产动态监测的精度具有重大意义
。
[0003]现有技术中，通常采用电磁流量计或压差流量计等测量仪器，对所述环空流量进行测量，其中，所述电磁流量计是基于法拉第电磁感应定律的井下环空电磁流量测量的原理，通过对环空流道中的流体切割励磁线圈产生的磁场所产生的感应电动势来测量流量
。
所述压差流量计是采用节流压差法设计的一种井下环空流量监测仪器，通过流体在流动过程中经过节流元件时产生的压差来反映具体流量
。
但是，上述测量仪器在水平井环空流量测量中存在如下缺陷：首先，在仪器结构方面，由于水平井井筒构造的特殊性，测量仪器在下放过程中自身结构设计十分重要，测量仪器的固体元件尺寸不能太大，因此，所述电磁流量计和所述压差流量计存在难以下放
>、
易磨损的弊端
。
其次，在环空流量测量方面，所述电磁流量计在工作时，难以让环空流道内磁感应强度保持均匀分布
。
所述压差流量计需要通过压力变化上传至地面判断流量情况，属于一种预测分析环空流量的方法，存在数据结果不直观的问题
。
然后，在监测时间方面，存在节流元件的压差流量计使用寿命不长，并且这两种流量计均无法实现对水平井的生产状态永久的在线监测
。
最后，在应用领域方面，目前在水平井环空流量测量领域使用的流量计较少，无论是仪器种类还是测量方法均存在大量空白
。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本公开实施例期望提供一种水平井环空流量测量的方法
、
系统
、
装置及存储介质，能够精确获取环空流量的数据，实现了对水平井生产状态的实时
、
长久地在线监测
。
[0005]本公开实施例的技术方案是这样实现的：
[0006]第一方面，本公开实施例提供了一种水平井环空流量测量的方法，所述方法包括：
[0007]利用加热元件对水平井分段内的环空流体进行加热，其中，加热过程中产生所述加热元件的物性参数；
[0008]通过分布于所述加热元件两侧不同位置处的温度传感器阵列，采集所述环空流体流经所述温度传感器阵列的温度值；
[0009]根据所述温度值和所述加热元件的物性参数进行计算以获取所述水平井分段内的环空流量
。
[0010]第二方面，本公开实施例提供了一种永置式智能测量系统，所述系统包括：地面控制系统和井下监测系统，其中，所述井下监测系统包括：井下信息耦合系统
、
井下信息处理系统以及环空流量测量系统；
[0011]所述地面控制系统，用于实时控制井下采集过程以及监测水平井分段内的生产状态；
[0012]所述井下信息耦合系统，通过单芯钢管电缆与所述地面控制系统连接，用于传输所述地面控制系统的控制命令以及将数据信息耦合上传至所述地面控制系统；
[0013]所述井下信息处理系统，接收所述井下信息耦合系统传输的所述控制命令并进行解析后转发至所述环空流量测量系统以及根据所述环空流量测量系统采集的温度值计算获得环空流量；
[0014]所述环空流量测量系统，通过温度传感器阵列采集环空流体流经不同位置处的温度值
。
[0015]第三方面，本公开实施例提供了一种水平井环空流量测量装置，所述装置包括：加热模块
、
采集模块以及计算模块；其中，
[0016]所述加热模块，经配置为利用加热元件对水平井分段内的环空流体进行加热，其中，加热过程中产生所述加热元件的物性参数；
[0017]所述采集模块，经配置为通过分布于所述加热元件两侧不同位置处的温度传感器阵列，采集所述环空流体流经所述温度传感器阵列的温度值；
[0018]所述计算模块，经配置为根据所述温度值和所述加热元件的物性参数进行计算以获取所述水平井分段内的环空流量
。
[0019]第四方面，本公开实施例提供了一种计算设备，所述计算设备包括：处理器和存储器；所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令，以实现第一方面所述的水平井环空流量测量的方法
。
[0020]第五方面，本公开实施例提供了一种计算机存储介质，所述存储介质存储有至少一条指令，所述至少一条指令用于被处理器执行以实现第一方面所述的水平井环空流量测量的方法
。
[0021]本公开实施例提供了一种水平井环空流量测量的方法
、
系统
、
装置及存储介质，通过加热元件对水平井分段内的环空流体进行加热，以使得加热产生的流量向所述环空流体逐层传递，通过分布于所述加热元件两侧不同位置处的温度传感器阵列，采集所述环空流体流经所述温度传感器阵列的温度值，分析所述环空流体流经不同位置处的温度值，然后结合所述加热元件的物性参数
、
温度传感器阵列采集的温度值和环空流体流量之间的关系，计算获得所述水平井分段内的环空流量
。
该技术方案能够直接地获取水平井各分段内的精确的环空流量数据，实现了对水平井各分段内多点环空流量的精确测量，提高了水平井生产状态的监测精度
。
附图说明
[0022]图1为一种水平井分段内流体流动示意图；
[0023]图2为本公开实施例提供的一种水平井环空流量测量的方法流程图；
[0024]图3为本公开实施例提供的一种温度传感器阵列分布结构示意图；
[0025]图4为本公开实施例提供的一种温度传感器阵列测量流程图；
[0026]图5为本公开实施例提供的一种永置式智能测量系统组成示意图；
[0027]图6为本公开实施例提供的一种水平井环空流量测量系统结构示意图；
[0028]图7为本公开实施例提供的不同加热功率下环空流体监测线温度变化图；
[0029]图8为本公开实施例提供的不同加热功率下油管内流体监测线温度变化图；
[0030]图9为本公开实施例提供的一种水平井环空流量测量装置示意图；
[0031]图
10
为本公开实施例提供的一种计算设备的硬件结构示意图
。
具体实施方式
[0032]下面将结合本公开实施例中的附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种水平井环空流量测量的方法，其特征在于，所述方法包括：利用加热元件对水平井分段内的环空流体进行加热，其中，加热过程中产生所述加热元件的物性参数；通过分布于所述加热元件两侧不同位置处的温度传感器阵列，采集所述环空流体流经所述温度传感器阵列的温度值；根据所述温度值和所述加热元件的物性参数进行计算以获取所述水平井分段内的环空流量
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用加热元件对水平井分段内的环空流体进行加热，其中，加热过程中产生所述加热元件的物性参数，包括：通过外加热源对所述加热元件供应恒定的工作电流
I
C
以产生恒定的电功率，如式1所示：
P
C
＝
I
c2
R
c
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
其中，
I
C
为外加热源供应的恒定工作电流，
R
C
为加热元件的电阻
。
通过所述恒定的电功率持续为所述加热元件加热以产生热量，将所述热量逐层传递给水平井分段内的环空流体以使得所述环空流体升温
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述外加热源为地面机箱，所述地面机箱的供电电压为
AC
‑
220V
，所述加热元件选用石墨烯作为加热材料
。4.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过分布于所述加热元件两侧不同位置处的温度传感器阵列，采集所述环空流体流经所述温度传感器阵列的温度值，包括：在所述加热元件两侧等距对称分布相同数量的所述温度传感器以形成温度传感器阵列，其中，所述温度传感器阵列包括上游温度传感器和下游温度传感器；通过所述上游温度传感器和所述下游温度传感器分别采集所述环空流体流经不同位置处的温度值以获取到各上游温度传感器及其对应的下游温度传感器之间的温度差值
。5.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述温度值和所述加热元件的物性参数进行计算以获取所述水平井分段内的环空流量，包括：根据所述温度值
、
表面传热系数以及式1所示的电功率与环空流量之间的关系得到如下等式，如式2所示：将代入式2以获取到环空流量
q
a
，如式3所示：其中，
I
C
为外加热源供应的恒定工作电流，
R
C
为加热元件的电阻，
h
为表面传热系数，
A
C
为加热元件与固体壁面接触的加热面积，<...

【专利技术属性】
技术研发人员：党博，戴京烜，杨玲，江东瑶，王萍，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：