[发明专利]适用于高含水条件下的油井三相流测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及油田生产测井领域，尤其是一种用于高含水条件下油井产出剖面油、气、水三相流测量方法。

背景技术

随着多年注水开发的进行，国内多数老油田已进入高含水开采期，部分油井含水已高于90％，单井总产液在20～80m³/d左右，并且普遍伴有脱气现象，因此油井内是油、气、水相并存。对于高含水油井，测量产层的产油情况以确定该层是否具有开采价值显得十分重要，传统的采用单一流量计及含水率计等的测量方法忽视了气相的存在，因此不能实现对油、气、水三相的正确测量，同时由于各测量传感器的误差传递，最后的测量结果与实际相差较大。放射性低能源三相流测井方法曾经应用于油田三相流测量，但由于其测量结果与实际偏差很大，目前已不再使用。主要原因有两个方面，一方面是三相的总流量由涡轮流量计测量，气相的存在极不稳定地改变着流体的密度和粘度，严重影响涡轮流量计测量，因此该方法的总流量测量误差过大；另一方面是该方法是通过记录能谱实现含气和含水测量，但能谱记录是一个统计过程，要求测量过程中测量对象的状态保持恒定，而实际的生产油井是抽油机井，油、气、水三相的变化剧烈，能谱记录不能稳定进行，因此测量结果偏差很大。

发明内容

为了克服现有的高含水油层产油情况计量方法测结果不准确的不足，本发明提供一种适用于高含水条件下的油井三相流测量方法，该方法通过气液分离，对气相流量和油相流量进行独立测量，再通过测量液相总流量后，减去油相流量得到水相流量，从而可以准确地测量油、气、水各分相流量。

本发明的技术方案是：一种适用于高含水条件下的油井三相流测量方法，包括以下步骤：

a、通过三相流测井仪进行气液分离；

b、采用超声波流量计测量通过气相流道流出的气相流量Q_g；

c、测量油相流量Q₀：集流器中心筒上设置若干个环形油-水界面测量电极，当油相在集流伞下方汇聚量逐渐增多时，油-水界面将下行，当油-水界面下行至阵列电极的第一个电极时，信号处理电路作一次时间标识，当油-水界面下行至阵列电极的第二个电极时，信号处理电路作第二次时间标识，阵列电极的电极之间的距离L、截面积S是确定的，通过时间T计算即可得到油相流量Q₀；

d、由涡轮流量计测量液相总流量Q_q：

e、气相PVT校正。

所述的步骤b中的气相流量Q_g的测量方法为:在气相出口上端设置一个超声探头，探头向下发出频率为f₀的超声波，当气相流道内没有气体时，超声波在仪器壁及环形空间底部发生反射，探头接收的反射波的频率保持为f₀，当气相控制阀打开后，气相以速度u向上运动时，超声波在气-水界面发生反射，由气-水界面发生反射回来的超声波频率发生偏移，记为f’,f’是与气相流速相关联量，根据多普勒效应其关系可表述为：

Δf＝f₀-f'＝2f₀u(cosθ)/c                (1)

其中，c是声波在水中的传播速度；θ是发射波与气-水界面的轴向夹角；

Δf是一个频带，将频带为Δf的测量信号的强度转化为电压V，并做单位时间积分，则可得到信号功率，从而将气体流量与测量信号功率建立对应关系，实现气体流量测量，其表述为：

Qg=∫0TλVdt---(2)]]>

其中，λ是与气相流速相关的修正系数。