[发明专利]一种油气井出砂量监测系统及监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种监测系统及监测方法，特别是关于一种油气井出砂量监测系统及监测方法。

背景技术

油气开采过程中由于储层胶结疏松、强度低、流体的冲刷导致射孔孔道附近或井底带砂岩层结构被破坏，砂粒随流体从油层中运移出来进入井筒，这种出砂现象称为油气井出砂。随着能源需求的增大，油气开发的力度快速提高，出砂问题已成为困扰油田生产的关键，若不能及早发现、有效控制，可能会造成油气层砂埋、油管砂堵、地面管汇积砂等后果，对油气田生产影响极大。为了有效制止油气井出砂问题，首先必须清楚出砂的原因。而影响地层出砂的因素有很多，具有很强的不确定性。目前国内在油井出砂方面的研究还主要局限于出砂机理和出砂预测两个方面，但仅仅靠预测出砂远远不能满足生产需要，急需能够在地面对出砂进行连续监测的方法和装备，实时监测油井出砂量，以指导采油生产及时调整参数，保证适度出砂，达到提高油井产能，延长油井产寿命的目的。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够实时监测油气井出砂量的油气井出砂量监测系统及监测方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种油气井出砂量监测系统，其特征在于：它包括一高频信号感受装置和一控制装置；其中，所述高频信号感受装置包括一油流引入管路和一油流返回管路，所述油流引入管路和油流返回管路平行地设置在油气井的一油气产出管线上，并与所述油气产出管线轴向垂直；所述油流引入管路上设置有一定量泵，所述油流返回管路上还设置有一压力传感器，所述油流引入管路和油流返回管路之间连通设置有一油流监测管路，所述油流监测管路与油流返回管路之间设置有一信号感受鼓膜，所述信号感受鼓膜上紧密粘接有一高频信号感受器；所述控制装置包括一数据采集系统，所述数据采集系统采集所述压力传感器和高频信号感受器监测到的压力和冲击信号，并输送给一滤波放大器进行滤波和信号放大处理后，输送给一信号处理单元；所述信号处理单元对所述高频信号感受器监测到的冲击信号进行分析、判断，以实时对油气流中的出砂量进行监测。

所述信号处理单元中预设置有一初始化模块、一功能选择模块、一数据采集模块、一滤波分析模块、一信号分析模块、一存储模块、一出砂量判断模块、一趋势预测模块和一报警输出模块；其中：所述初始化模块用于对所述信号处理单元进行初始化；所述功能选择模块用于选择采集通道、采集速率和出砂量变化报警阈值，以及设置存储方式；所述数据采集模块用于实时采集经所述滤波放大器滤波和放大处理后的压力和冲击信号，并显示压力信号；所述滤波分析模块对所述数据采集模块采集到的冲击信号进行小滤波处理；所述信号分析模块对所述经小滤波处理后的冲击信号进行相位、振幅、频率和能量进行分析，得到一出砂量变化信号；所述存储模块按照所述功能选择模块设置的存储方式对经所述信号分析模块分析的结果进行存储；所述出砂量判断模块对经所述信号分析模块分析出的出砂量变化信号与所述功能选择模块预设的阀值进行比较，如果出砂量变化信号超出了预设阀值，则向所述报警输出模块输送一信号，使所述报警输出模块发出一声光报警信号；如果出砂量变化信号未超出预设阀值，则根据出砂量变化信号在一段时间的变换规律预测出砂量的变化趋势。

沿所述油流监测管路与油流返回管路连接的端口的内周壁设置有一双曲流线形的喷嘴，所述喷嘴的大孔径开口朝下，小孔径开口朝上。

所述高频信号感受装置的油流监测管路上包裹一层加温装置，所述加温装置上设置有一温度传感器。

所述高频信号感受装置的油流监测管路上包裹一层加温装置，所述加温装置上设置有一温度传感器，所述控制装置还包括一温度控制装置，所述温度控制装置与所述温度传感器和加温装置相连。

所述信号感受鼓膜和高频信号感受器外固设有一高压保护罩，所述油流引入管路和油流返回管路上均设置有一截止阀。