[发明专利]一种油田井流实时计量系统及方法

权利要求书

1.一种油田井流实时计量方法，其特征在于包括步骤为：

S1、实时采集监测数据；

S2、根据监测数据，计算电潜泵的扬程与轴功率；

S3、根据电潜泵的扬程、轴功率，采用粘性换算方法进行迭代计算得到流过电潜泵井流的预估流量与综合粘度，包括：

S31、基于电潜泵的轴功率，根据电潜泵在纯水工况下的流量-功率曲线，获得电潜泵的流量Q_w1；

S32、基于电潜泵的扬程，根据电潜泵在纯水工况下的流量-扬程曲线，获得电潜泵的流量Q_w2；

S33、对比Q_w1与Q_w2，若二者差别小于设定收敛判定标准，则将Q_w1与Q_w2的平均值作为计算所得的预估流量，若二者差大于设定收敛判定标准，则进入S34；

S34、调整井流介质的粘度，根据设定标准进行电潜泵性能换算，得到新粘度下的电潜泵流量-扬程、流量-功率特性曲线；

S35、基于电潜泵的轴功率，根据电潜泵在新的介质粘度工况下的流量-功率曲线，获得电潜泵的流量Q_w1；

S36、基于电潜泵的扬程，根据电潜泵在新的介质粘度工况下的流量-扬程曲线，获得电潜泵的流量Q_w2；

S37、重复步骤S33，若满足收敛判定标准，则迭代结束，若不满足收敛判定标准，则重复步骤S34-步骤S37；

S4、将电潜泵根据级数进行分段，精算每一段的流量和粘度，包括：

S41、获取地层原油粘度、密度与含水率；

S42、采用设定标准进行电潜泵第一段的性能换算，得到第一段电潜泵的流量-扬程、流量-功率特性曲线；

S43、根据得到的预估流量及电潜泵性能曲线，计算得到电潜泵第一段的压差△p₁和功率P₁；

S44、计算含水率、剪切及温度变化对井流流过电潜泵第一段之后的粘度μ；

ln((ln(μ+1))＝A+B*ln(t) (5)

其中，μ为粘度，μ_o为初始粘度，为剪切率系数，为含水率系数，为含水率，t为该段泵内井流的温度，A和B分别为常数；

S45、将步骤S44中计算所得的井流粘度μ作为电潜泵下一段来流的粘度，重复步骤S42和步骤S43，得到电潜泵第二段的压差△p₂和功率P₂；

S46、重复步骤S42-步骤S44，即可得到n段全部的压差△p₁～△p_n和功率P₁～P_n，包括：

将电潜泵逐段压差和功率分别求和得到∑△p和∑P，并与采集所得实际压差和轴功率进行对比，根据二者差别，调整电潜泵第一段入口的流量和粘度，再次进行电潜泵分段压差与粘度计算，得到电潜泵分段压差、功率和粘度，以此迭代，直至计算压差和功率与采集数据的差别满足设定要求，即得到精算流量和电潜泵出口井流的粘度；

S47、将各段压差与功率分别相加，并与测量所得电潜泵进出口压差和轴功率分别对比并进行迭代计算，获得精算后的电潜泵流量及电潜泵出口介质粘度；

S5、根据精算流量计算得到电潜泵出口井流流速，进而根据原油体积系数计算得到初始地表流量值；

S6、对计算得到的初始地表流量值进行校准，得到井口油气水的流量。

2.根据权利要求1所述的油田井流实时计量方法，其特征在于，监测数据包括电潜泵进口的压力、电潜泵出口的压力、电潜泵的电机功率因子、电机效率、电潜泵供电电缆电阻、电潜泵在纯水工况下的性能曲线及平台开关设备或变频器处的电压、电流、频率。

3.根据权利要求2所述的油田井流实时计量方法，其特征在于，计算电潜泵扬程与轴功率的计算公式为：

H＝△p/ρg (1)

式中：H为扬程，m；ρ为密度，kg/m³；g为重力加速度，N/kg；△p为进出口压差，Pa；

式中：P为功率，η_m为电机效率；I_d为变频器或者开关设备电流，单位为A；PF为电机的功率因数；V_m为电潜泵三相电压，单位为V。