[发明专利]基于热示踪的特高含水油水持率测量方法

权利要求书

1.一种基于热示踪的特高含水油水持率测量方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：油水模拟井的井筒(1)上安装热源发生器(4)，在热源发生器(4)靠近井筒(1)入口的一侧安装涡轮传感器(2)、第一温度传感器(3)，在热源发生器(4)另一侧安装第二温度传感器(5)，根据热源发生器(4)内阻R和加热电压矢量U，计算得到单位时间内热源发生器(4)加热时散出的热量Q_san；

步骤二：打开油水模拟井控制开关，通入一定体积比例的油水流体作为待测流体，通过第一温度传感器(3)测量油水流体中初始温度矢量T₀，通过第二温度传感器(5)测量加热后的温度矢量T₁；

步骤三：计算单位时间热脉冲待测流体中油相吸收热量理论值Q_xio和水相吸收热量理论值Q_xiw；

步骤四：计算油水实际吸收的热量为Q_xi；

步骤五：计量单位时间内油相和水相的体积流量之和q_v；

步骤六：建立热源加热电压U与初始温度矢量T₀和加热后的温度矢量T₁、水相体积流量q_vw和油相体积流量q_vo之间的测量模型：

步骤七：建立水相体积流量q_vw和油相体积流量q_vo数学模型：

其中水相体积流量计算模型如下：

油相体积流量计算模型如下：

步骤八：建立水相持率h_w和油相持率h_o数学模型：

步骤一单位时间内热源发生器加热时散出的热量Q_san的计算表达式为：

其中，i为加热电压序号，i＝1,2,...,n，R为热源发生器内阻，U为热源发生器加热电压矢量，其表达式如下：

U＝{U₁,U₂,...,U_i,....,U_n}^T；

步骤二中加热后的温度矢量T₁的具体获得方法：因油井井筒采用小管径，将其整个截面的温度场视为均匀分布，加热后待测流体温度被第二温度传感器(5)检测，将加热后待测流体温度数据记为矢量T₁，T₁表示为：

T₁＝{T₁₁,T₁₂,...,T_1i,...,T_1n}^T

其中，T_1i为第i个加热电压下第二温度传感器(5)所获流体温度值。

2.根据权利要求1所述的基于热示踪的特高含水油水持率测量方法，其特征在于：所述的步骤三的计算方法为：

根据热量计算公式，获取单位时间内经热源发生器(4)加热后标记的热脉冲待测流体中油相吸收热量理论值Q_xio和水相吸收热量理论值Q_xiw，其表达如下：

其中，q_mw为单位时间内水相质量流量，c_w为水相比热容，ρ_w为水相密度，q_vw为水相体积流量；

其中，q_mo为单位时间内油相质量流量，c_o为油相比热容，ρ_o为油相密度，q_vo为油相体积流量。

3.根据权利要求2所述的基于热示踪的特高含水油水持率测量方法，其特征在于：所述的步骤四计算油水实际吸收的热量Q_xi的方法为：

热源发生器(4)加热散出的热量不完全被流体吸收，油水实际吸收的热量为Q_xi，由热力学第一定律可知其表达式为：

Q_xi＝δQ_san＝Q_xiw+Q_xio，其中，δ为吸热系数。

4.根据权利要求3所述的基于热示踪的特高含水油水持率测量方法，其特征在于：所述的步骤五计量单位时间内各相流体的体积流量之和q_v的方法：

q_v＝q_vw+q_vo

其中，q_vw为单位时间内水相体积流量，q_vo为单位时间内油相体积流量。