【技术实现步骤摘要】
本公开涉及溶液粘度测量领域，具体地说，涉及一种能够直接置入油田注聚井中测定井下聚合物粘度的方法以及装置。
技术介绍
1、随着高含水油田石油储量的逐年减少，保证采油量的稳产、增产对于满足我国原油的消费是至关重要的。老油田在经历数十年的开发之后，目前地层中含水量越来越高。化合物驱油技术也经历了多年的发展，尤其以聚合物驱油技术最为显著，现有的数值模拟技术和现场试验技术都表明高含水油田大部分区块非常有利于聚驱采油的开展。在聚驱采油技术的发展过程中，为了进一步掌握注聚井的动静态资料，完善聚合物驱油技术，需要开展注聚井井下分层粘度测试技术的研究。但是，现有的测量技术只能在地面测量静止粘度，如中国专利cn202211083956.3一种利用毛细管粘度计测定静吸附后溶液中聚合物浓度的方法以及中国专利cn202220557370.5一种可拆卸聚合物在线粘度计所示，均无法突破离开地面的限制，不能直接测量井底聚合物溶液粘度。
技术实现思路
1、为了解决
技术介绍
中存在的技术问题，本公开提出了一种井下聚合物粘度测量方法以及粘度计，在该技术方案中，利用磁耦合内转子驱动外转子，在转速恒定的情况下，达到转矩平衡，随着聚合物溶液动力粘度不同，引起流体中的旋转阻力变化，导致耦合磁极相位差变化，使用霍尔传感器接收耦合磁极相位差，并通过标准液体标定实验，建立粘度与相位差映射数学模型，再通过实验得到不同温度下聚合物溶液浓度与粘度关系曲线，最后修正粘度模型。应用该方案得到的粘度计能够被直接置入油田注聚井中，既能够在注聚井内的
2、本公开首先提供了一种井下聚合物粘度测量方法，包括：
3、将电机、内磁极、内转子及第一霍尔传感器置于第一空间，所述内磁极和内转子构成磁耦合内转子；第一霍尔传感器固定在对应内磁极中间位置；所述电机驱动磁耦合内转子转动；所述第一霍尔传感器用于接收磁耦合内转子的相位信号；
4、将外磁极、外转子及第二霍尔传感器置于第二空间，所述外磁极和外转子构成磁耦合外转子；第二霍尔传感器固定在对应外磁极中间位置；所述第二霍尔传感器用于接收磁耦合外转子的相位信号；
5、所述第二空间与第一空间不连通仅作一体化联结；所述磁耦合外转子能够与所述磁耦合内转子相耦合，随所述磁耦合内转子转动；
6、第二空间设置若干通入内腔的开口，作为待测聚合物的取样口；
7、以所述磁耦合内转子驱动外转子，在转速恒定的情况下，达到转矩平衡；
8、所述第二空间内注入聚合物溶液后，流体中的旋转阻力变化，导致磁耦合内、外转子的相位信号产生相位差；
9、将所述第一、第二霍尔传感器接收到的耦合磁极相位差信号，通过标准液体标定实验，建立粘度与相位差映射数学模型；
10、将所述第一、第二霍尔传感器接收到的耦合磁极相位差信号代入所述粘度与相位差映射数学模型后确定井下聚合物溶液的粘度。
11、进一步地，所述通过标准液体标定实验，建立粘度与相位差映射数学模型，按照如下路径进行：
12、设定电机驱动磁耦合内转子的转速控制在n(转/分钟)，第一霍尔传感器检测磁耦合内转子磁极n极位置，第二霍尔传感器检测磁耦合外转子磁极n极位置，当内外转子同相时，霍尔传感器检测相位差为零；
13、使聚合物溶液进入所述第二空间，转矩平衡后，外磁极和内磁极产生相位差改变内外磁极的相位差转换成时间信号t1(微秒)，建立起对应的数学关系，即通过对标准液的标定，把动力粘度物理量，测量范围(0-100，mpa·s)转换成相位差，进一步转换成时间信号，范围(0-t，s)，用m对数据点做n次多项式曲线拟合；
14、所述多项式曲线拟合采用最小二乘曲线拟合粘度模型系数，即
15、m对给定的点(xi,yi)(i＝1,2，…，m)，(x为时间，y为粘度),求一条近似曲线，要求函数与数据yi，误差的平方和，如式1为最小；
16、
17、进一步地，选用n个标准液，将时间作为横坐标，粘度作为纵坐标，n对数据进行拟合得出时间转换粘度的n次多项式拟合公式：
18、
19、其中，t为霍尔传感器检测出的时间；a0为时间为零的截距，作用为调整粘度的零点迁移；a1…an为模型权重系数；
20、采用矩阵解法，m个样本，每个样本有n维度特征，将所有样本点代入模型中：
21、
22、令t0＝1，上述方程用矩阵表示为：
23、
24、其中，为m×1的向量，代表模型的理论值，a为n×1的向量，x为m×n维的矩阵，m代表样本的个数，n代表样本的特征数，于是目标损失函数用矩阵表示为：
25、
26、其中y是样本的输出向量，维度为m×1
27、将n组数据全部代入所述n次多项式拟合公式中，用最小二乘法公式拟合；将的值收敛为10-6后作为输出结果，求得n值。
28、进一步地，利用不同温度下聚合物溶液浓度与粘度关系曲线修正所述粘度与相位差映射数学模型。
29、进一步地，获得不同温度下聚合物溶液浓度与粘度关系曲线按照如下路径进行：
30、(1)采用聚丙烯酰胺配置母液，在水和聚丙烯酰胺比例为1000:1的配制条件下使用搅拌器充分搅拌，制备不同浓度的聚合物溶液，并控制浓度范围为50-1500mg/l之间；
31、(2)使用恒温箱控制温度范围在20-50℃之间并保持恒定，选择合适的恒温水浴设备，确保温度控制精度达到±0.1℃；
32、(3)确保控制最大流速不超过1.5m/s，在恒定的温度下条件下，使用粘度计测量不同浓度聚合物溶液的粘度；
33、(4)记录每次测量的温度和粘度；
34、(5)改变聚合物的浓度和温度，重复以上步骤，得到不同温度下，聚合物溶液浓度与粘度关系的多组数据；
35、(6)对收集的数据进行处理，绘制同一浓度下，不同温度聚合物溶液粘度关系的坐标点。
36、进一步地，获得不同温度下聚合物溶液浓度与粘度关系曲线时，做同一浓度下，不同温度对应粘度的二次标定修正；
37、对于温度修正系数，首先实验验证温度范围为20℃到50℃之间，从20℃到50℃之间每提高1℃记录一次数据，将全部数据用origin软件进行数据拟合；拟合后得到温度公式：
38、
39、其中为20℃时的粘度，当温度高于20℃时，通过加上系数b乘温度(z-20)来修正粘度，当温度提高聚合物粘度下降，一般温度的系数为负数。
40、本公开的另一个方面，给出了一种井下聚合物粘度计，用于前述测量方法中的任一种，包括上筒体、下筒体以及中间分隔体，其独特之处在于：
41、上筒体、下筒体以及中间分隔体联结成一体；所述中间分隔体用于分隔上筒体和下筒体，以使得两者之间不连通；
42、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种井下聚合物粘度测量方法，包括：
2.根据权利要求1所述的一种井下聚合物粘度测量方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种井下聚合物粘度测量方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的一种井下聚合物粘度测量方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的一种井下聚合物粘度测量方法，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的一种井下聚合物粘度测量方法，其特征在于：获得不同温度下聚合物溶液浓度与粘度关系曲线时，做同一浓度下，不同温度对应粘度的二次标定修正；
7.一种井下聚合物粘度计，用于实施权利要求1至6所述测量方法中的任一种，包括上筒体、下筒体以及中间分隔体，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的一种井下聚合物粘度计，其特征在于：所述数据通讯模块通过曼彻斯特码方式与地面数据处理设备进行通讯，将实时测量得到的粘度数据传输至地面进行显示和记录。
9.根据权利要求8所述的一种井下聚合物粘度计，其特征在于：所述上筒体内设置有温度传感器和压力传感器，所获得的温度信号和压力信号发送给所述控制单元
...【技术特征摘要】
1.一种井下聚合物粘度测量方法，包括：
2.根据权利要求1所述的一种井下聚合物粘度测量方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种井下聚合物粘度测量方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的一种井下聚合物粘度测量方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的一种井下聚合物粘度测量方法，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的一种井下聚合物粘度测量方法，其特征在于：获得不同温度下聚合物溶液浓度与粘度关系曲线时，做同一浓度下，不同温度对应粘度的二次标定修正；
7....
【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，刘江，杨二龙，姚毅立，高广宇，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。