一种油气水三相流气液相流速测量方法技术

本发明专利技术公开了一种油气水三相流气液相流速测量方法，采用基于能量解调算法的多分量信号分离方法对采集的油气水三相流流动噪声信号进行信号分离，分别得到气水两相波动信号和油水两相波动信号。通过对分离得到的上下游气水两相波动信号和上下游油水两相波动信号分别进行时延估计，进而可以得到气相流速和液相流速。采用本发明专利技术进行油气水三相流速度测量，降低了需要采用多路采集信号进行流速测量的复杂性，同时减小了采用分离计量模式对三相流进行速度测量造成的测量误差问题，从而使得到的测量结果更为准确实际。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油气水三相流测量
，特别涉及一种针对低产液井油气水三相流气液相流速测量方法。
技术介绍
在油井生产过程中，从油井采出的原油往往伴有天然气，而且油层中存在有大量的地层水，尤其在油田开发中后期，由于长期注水开发，使得油井采出物常常是原油、天然气和水的混合物。油气水三相流流速的测量对于研究油气水流动机理有着极其重要的作用，如何准确测量油井内流体流速一直是国内外油田开发研究的重要内容。目前用于流速测量的方法主要有:力学法、相关法、LDV (Laser DopplerVelocimetry,激光多普勒测速)法、热学法、PIV (Particle Image Velocimetry,粒子成像测速)法、PNA (Pulsed Neutron Activation,脉冲中子活化)法和 NMR (Nuclear MagneticResonance，核磁共振)法。力学法是利用流体的动压、动量矩等流体力学原理进行流速测量，但此方法的动态测量效果不理想。LDV法具有非接触、精确度高、响应快、测速范围宽等优点，但是要求管道透明，价格昂贵，无法在线测量。热学法是应用流体的流动和热量交换的关系测得流体流速的，受外界的环境因素影响比较大。PIV法能进行流场测试，但只能对液相或气相进行测试，且该方法造价高，管路要求可视化，现场应用困难。PNA和NMR技术可以测量流体流速，但只能在实验室条件下应用。相关法的优点是对温度环境等环境因素不敏感，但若流体各相之间存在滑差就会出现测量误差。后来，一种基于独立成分分析的油气水三相流速度测量方法被提出，该方法是将油气水三相流进行盲源分离，然后再应用相关法求得分相流速。但是，专利技术人在实现本专利技术时发现:该方法需要使用纵向七电极电导传感器得到上下游共四路油气水流动噪声信号，增加了流速测量的复杂度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种针对低产液井油气水三相流气液相流速测量方法，以克服现有技术中对于油气水三相流流速测量的缺陷。为达到上述目的，本专利技术提供，所述方法包括以下步骤:A、获取两路流体流动噪声信号,所述两路流体流动噪声信号包括上游信号Us和下游信号Ds ；B、采用基于能量解调算法的多分量信号分离方法对所述两路流体流动噪声信号进行信号分离，得到上游的两个信号分量和下游的两个信号分量；C、将所述上游的两个信号分量和下游的两个信号分量分别与纯气相信号或者纯液相信号进行相似性对比，确定上游气水波动信号、上游油水波动信号、下游气水波动信号和下游油水波动信号；D、对所述上游气水波动信号、下游气水波动信号和上游油水波动信号、下游油水波动信号进行互相关运算，得到油气水三相流气相流速和液相流速。其中，所述步骤A具体包括:通过纵向六电极电导传感器的两个测量电极对，采集两路电导波动信号，经信号处理电路处理得到所述的两路流体流动噪声信号。其中，所述步骤B具体包括:B1-1、将所述上游信号Us经过采样后的上游流动噪声信号表示为x(n)，根据信号分量的单频假设，利用能量算子和差分能量算子得到上游流动噪声信号满足的差分方程的系数表达式；B1-2、根据所述差分方程的系数表达式得到上游的两个信号分量的瞬时频率表达式，该瞬时频率表达式为能量算子和差分能量算子的函数；B1-3、利用所述上游的两个信号分量的瞬时频率和对称差分以及能量算子函数，得到上游的两个信号分量的瞬时幅度表达式；B1-4、根据所述上游的两个信号分量的瞬时频率和瞬时幅度重构两个信号分量，得到上游的两个信号分量U1和U2 ；B2-1、将所述下游信号Ds经过采样后的下游流动噪声信号表示为y (η)，根据信号分量的单频假设，利用能量算子和差分能量算子得到下游流动噪声信号满足的差分方程的系数表达式；Β2-2、根据所述差分方程的系数表达式得到下游的两个信号分量的瞬时频率表达式，该瞬时频率表达式为能量算子和差分能量算子的函数； Β2-3、利用所述下游的两个信号分量的瞬时频率和对称差分以及能量算子函数，得到下游的两个信号分量的瞬时幅度表达式；Β2-4、根据所述下游的两个信号分量的瞬时频率和瞬时幅度重构两个信号分量，得到下游的两个信号分量D1和D2。其中，在所述步骤Bl-1中，具体包括:所述上游流动噪声信号X (η)满足的差分方程为:C1 [X (n-1) +χ (η_3) ] +c2x (n_2) + [χ (η) +x (n_4) ] =0该差分方程的系数C1、C2分别为:(^=-2 (cos Ω n+cos Ω 12)c2=4cos Ω ncos Ω 12+2其中Ω n和Ω 12分别为上游两个信号分量的瞬时频率；所述利用能量算子和差分能量算子得到该差分方程的系数表达式为:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油气水三相流气液相流速测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：A、获取两路流体流动噪声信号，所述两路流体流动噪声信号包括上游信号US和下游信号DS；B、采用基于能量解调算法的多分量信号分离方法对所述两路流体流动噪声信号进行信号分离，得到上游的两个信号分量和下游的两个信号分量；C、将所述上游的两个信号分量和下游的两个信号分量分别与纯气相信号或者纯液相信号进行相似性对比，确定上游气水波动信号、上游油水波动信号、下游气水波动信号和下游油水波动信号；D、对所述上游气水波动信号、下游气水波动信号和上游油水波动信号、下游油水波动信号进行互相关运算，得到油气水三相流气相流速和液相流速。

【技术特征摘要】
1.一种油气水三相流气液相流速测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: A、获取两路流体流动噪声信号，所述两路流体流动噪声信号包括上游信号Us和下游信号Ds ； B、采用基于能量解调算法的多分量信号分离方法对所述两路流体流动噪声信号进行信号分离，得到上游的两个信号分量和下游的两个信号分量； C、将所述上游的两个信号分量和下游的两个信号分量分别与纯气相信号或者纯液相信号进行相似性对比，确定上游气水波动信号、上游油水波动信号、下游气水波动信号和下游油水波动信号； D、对所述上游气水波动信号、下游气水波动信号和上游油水波动信号、下游油水波动信号进行互相关运算，得到油气水三相流气相流速和液相流速。2.如权利要求1所述的油气水三相流气液相流速测量方法，其特征在于，所述步骤A具体包括:通过纵向六电极电导传感器的两个测量电极对，采集两路电导波动信号，经信号处理电路处理得到所述的两路流体流动噪声信号。3.如权利要求1所述的油气水三相流气液相流速测量方法，其特征在于，所述步骤B具体包括: B1-1、将所述上游信号Us经过采样后的上游流动噪声信号表示为x(n)，根据信号分量的单频假设，利用能量算子和差分能量算子得到上游流动噪声信号满足的差分方程的系数表达式； B1-2、根据所述差分方程的系数表达式得到上游的两个信号分量的瞬时频率表达式，该瞬时频率表达式为能量算子和差分能量算子的函数； B1-3、利用所述上游的两个信号分量的瞬时频率和对称差分以及能量算子函数，得到上游的两个信号分量的瞬时幅度表达式； B1-4、根据所述上游的两个信号分量的瞬时频率和瞬时幅度重构两个信号分量，得到上游的两个信号分量U1和U2; B2-1、将所述下游信号Ds经过采样后的下游流动噪声信号表示为y (η)，根据信号分量的单频假设，利用能量算子和差分能量算子得到下游流动噪声信号满足的差分方程的系数表达式； Β2-2、根据所述差分方程的系数表达式得到下游的两个信号分量的瞬时频率表达式，该瞬时频率表达式为能量算子和差分能量算子的函数； Β2-3、利用所述下游的两个信号分量的瞬时频率和对称差分以及能量算子函数，得到下游的两个信号分量的瞬时幅度表达式； Β2-4、根据所述下游的两个信号分量的瞬时频率和瞬时幅度重构两个信号分量，得到下游的两个信号分量D1和D2。4.如权利要求3所述的油气水三相流气液相流速测量方法，其特征在于，在所述步骤Bl-1中，具体包括: 所述上游流动噪声信号X (η)满足的差分方程为: C1 [X (η-1) +X (n-3) ] +c2x (n_2) + [x (n) +x (n_4) ] =O 该差分方程的系数Cp C2分别为: c^-2 (cos Ω n...

【专利技术属性】
技术研发人员：李英伟，于莉娜，孔令富，刘兴斌，李晓明，黄春辉，杜胜雪，孔维航，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：