[发明专利]石油生产测井中油气水多相流体分相含率测量系统及方法

权利要求书

1.一种石油生产测井中油气水多相流体分相含率测量方法，其特征在于，所述测量方法应用于石油生产测井中油气水多相流体分相含率测量系统，所述测量系统包括多接收端光纤探针传感器，数据采集系统和数据处理分析系统；

所述多接收端光纤探针传感器与所述数据采集系统连接，用于探测石油生产测井中石油的光反射信号，并将所述光反射信号转换成电信号，传输给所述数据采集系统；

所述数据采集系统与所述数据处理分析系统连接，所述数据采集系统用于对所述电信号进行采集和存储，并将所述电信号传输给所述数据处理分析系统；

所述数据处理分析系统用于对所述电信号进行特征提取和归一化处理得到综合特征参数，并根据综合特征参数到油气水多相流体的聚类网络模型，获取油井井下油气水多相流体分相含率信息；

所述测量方法包括如下步骤：

采用多接收端光纤探针传感器获取不同流量和含水率下的不同垂直上升管内的多端电压信号，并根据获取的条件进行分类存储，得到训练集；

对所述训练集中的训练样本进行特征提取和归一化处理，得到训练样本的综合特征参数；具体包括：分别获取多接收端光纤探针传感器检测的一个训练样本的多个电压信号的电压值、均值、差值、标准差、差分和离散度，得到所述训练样本的特征参数；对所述特征参数进行归一化处理，得到所述训练样本的综合特征参数；

建立综合特征参数到油气水多相流体的聚类网络模型；

根据所述训练集中每个训练样本的综合特征参数对所述聚类网络模型进行训练，得到训练后的聚类网络模型；

采用多接收端光纤探针传感器获取待测石油生产测井的多端电压信号，并进行特征提取和归一化处理，得到待测的综合特征参数；

根据所述待测的综合特征参数，利用所述训练后的聚类网络模型，获取待测石油生产测井中油气水多相流体分相含率。

2.根据权利要求1所述的石油生产测井中油气水多相流体分相含率测量方法，其特征在于，所述多接收端光纤探针传感器包括：

光纤敏感探头、耦合光纤、光学探测器组、光源和光电转换电路；

所述光源与所述耦合光纤的一个分支部分连接；所述耦合光纤的耦合部分与所述光纤敏感探头连接，所述光源发出的光经所述耦合光纤的一个分支部分、所述耦合光纤的耦合部分和所述光纤敏感探头传送至光纤敏感探头与待测液体的接触面上；

所述耦合光纤的另外多个分支部分与所述光学探测器组连接；所述光纤敏感探头与待测液体的接触面反射的光经所述光纤敏感探头接收，并经所述耦合光纤的耦合部分和所述耦合光纤的另外多个分支部分传输至所述光学探测器组；

所述光学探测器组与所述光电转换电路连接，将所述光学探测器组接收到的光转换成电信号，实现待测液体的成分检测。

3.根据权利要求2所述的石油生产测井中油气水多相流体分相含率测量方法，其特征在于，所述多接收端光纤探针传感器还包括：不锈钢连接套管、不锈钢保护套管和不锈钢密封套筒；

所述不锈钢连接套管套设在所述光纤敏感探头和所述耦合光纤的耦合部分的外侧；

所述不锈钢保护套管套设在所述不锈钢连接套管和所述耦合光纤的分支部分的外侧；

所述不锈钢密封套筒套设在所述光学探测器组、所述光源和所述光电转换电路的外侧；

所述不锈钢保护套管与所述不锈钢密封套筒通过紧固件连接。

4.根据权利要求2所述的石油生产测井中油气水多相流体分相含率测量方法，其特征在于，光学探测器组包括多个光电二极管，多个所述光电二极管与所述耦合光纤的另外多个分支部分分别一一对应的连接。

5.根据权利要求4所述的石油生产测井中油气水多相流体分相含率测量方法，其特征在于，所述光电转换电路包括第一激励电阻、多个第二激励电阻、多个保护电阻和电源；

所述光源与所述第一激励电阻串联在所述电源的正极和负极之间；

多个所述第二激励电阻分别与多个所述光电二极管一一对应的串联在所述电源的正极和负极之间；

多个所述保护电阻的一端分别连接至多个所述第二激励电阻与多个所述光电二极管公共点；

多个所述保护电阻的另一端分别与多个信号线连接。

6.根据权利要求2所述的石油生产测井中油气水多相流体分相含率测量方法，其特征在于，所述耦合光纤包括L*n根石英光纤，所述耦合光纤的耦合部分由L*n根所述石英光纤呈集束型耦合；所述耦合光纤的分支部分分别由L*n根所述石英光纤分组耦合，得到L个分支部分，L个所述分支部分中1个分支部分与所述光源连接，另外的L-1个所述分支部分与所述光学探测器组连接。