CN103410501A

CN103410501A - 井下电子压力计的温度漂移补偿方法和温度漂移补偿系统

Info

Publication number: CN103410501A
Application number: CN2013102764867A
Authority: CN
Inventors: 张洪君; 杨志祥; 张福兴; 刘祥; 余训兵; 赵超; 岳鹏飞; 马丽勤; 哈文雷; 覃青松; 赵福刚; 李强; 李丽; 陈玉成; 孙光雄; 朱强; 周轶青; 李蓉; 景士锟; 陈捷
Original assignee: China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Current assignee: China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Priority date: 2013-07-03
Filing date: 2013-07-03
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2033-07-03
Also published as: CN103410501B

Abstract

本发明提供了一种电子压力计的温度漂移补偿方法和温度漂移补偿系统。该方法主要应用于井下电子压力计在测量压力时的温度漂移校正。在实际应用中，将该方法写进程序，极大地降低了标定及温度漂移校正的难度，在提高工作效率的同时也提高了压力计的测量精度。

Description

井下电子压力计的温度漂移补偿方法和温度漂移补偿系统

技术领域

本发明涉及井下电子压力计，具体而言，涉及井下电子压力计的温度漂移补偿方法和温度漂移补偿系统。

背景技术

油井地层压力数据是一项重要的资料。测量油井地层压力对于油层的开采规划、了解地层情况十分必要。随着油田开发进入中后期，对压力测试的精度也更加苛刻。

随着温度变化，电子压力计中的传感器以及电路都存在不同程度的温度漂移。必须进行温度漂移补偿，才能得到比较精确的井底压力资料。目前，主要的温度漂移校正方法有一元三点横纵插值方法、横纵向最小二乘拟合方法等。以上方法中，很多都需要考虑压力计的原始值与预测量参数的实际值之间的线性关系的好坏来选择温度漂移补偿方法，过程十分复杂而且繁琐。

此外，对于一般井下电子压力计，传感器所测得的信号经过A/D转换后输出一个数值，该数值不是压力、温度的实际值。必须经过标定后，转换为当前的压力、温度值显示出来。

发明内容

本发明提供了一种新的温度漂移补偿方法和温度漂移补偿系统，对井下电子压力计进行温度补偿，提高了压力测试的精度。为了使压力计的测压值更加精确，测量仪器内仓的温度，使用芯片测得温度测量值，经换算后得到仪器内仓的温度。然后应用该温度测量值对压力进行温度漂移校正。

本发明提供了一种温度漂移补偿方法和温度漂移补偿系统，极大的提高了井下电子压力计的测压精度。

本发明的温度漂移补偿方法包括以下步骤：获得所述井下电子压力计的压力测量数据；根据存储在所述井下电子压力计内部的存储器中的数据表对所述压力测量数据进行温度漂移补偿，从而得到实际压力值；以及输出实际压力值，其中，所述数据表为不同温度、不同压力点下的压力测量值的表。

优选地，所述压力测量值是在不同温度T1～Tn中的每个温度下对温度压力检定仪进行打压而得到的不同温度T1～Tn下实际压力值所对应的压力测量值。

优选地，进行温度漂移补偿的步骤包括：对同一压力点Px下不同温度T1～Tn所对应的测量值进行第一处理，得到压力点下压力测量值与温度的多组对应关系，根据所得的多组对应关系，得到温度范围T1～Tn内任一温度所对应的不同压力点P1～Pm的测量值；当实测到某一温度时，提取所得到的该温度下不同压力点P1～Pm的测量值；根据这n个测量值对实际压力值P1～Pm进行第二处理，得到该温度下不同压力测量值与实际压力值的对应关系，其中，m和n是大于1的自然数。

优选地，所述第一处理是U次拟合运算，并且所述压力点下压力测量值与温度的对应关系是该压力点下压力测量值与温度的变化曲线Ln；所述第二处理是V次拟合运算，并且所述温度下不同压力测量值与实际压力值的对应关系是包括了该温度下不同压力测量值所对应的实际压力值的变化曲线Lp，其中，U和V是大于1的自然数。

优选地，U等于5，V等于5。

优选地，m等于7，n等于6。

本发明的温度漂移补偿系统包括彼此可通信地连接的井下电子压力计和补偿单元，其中，井下电子压力计包括温度传感器，用于感测井下环境的温度；压力传感器，用于感测井下环境的压力；存储器，其存储有数据表；通信单元用于将温度传感器感测到的温度、压力传感器感测到的压力以及存储在存储器中的数据表发送给所述补偿单元；并且所述补偿单元包括通信单元、处理器和输出单元，其中所述通信单元用于接收从井下电子压力计的通信单元发送来的各种数据；所述处理器用于根据存储在所述井下电子压力计的所述存储器中的数据表对所述压力测量数据进行温度漂移补偿，从而得到实际压力值；所述输出单元用于输出经过温度漂移补偿的实际压力值；其中，所述数据表为不同温度、不同压力点下的压力测量值的表。

优选地，所述处理器对同一压力点Px下不同温度T1～Tn所对应的测量值进行第一处理，得到压力点下压力测量值与温度的多组对应关系，根据所得的多组对应关系，得到温度范围T1～Tn内任一温度所对应的不同压力点P1～Pm的测量值；当实测到某一温度时，提取所得到的该温度下不同压力点P1～Pm的测量值；根据这n个测量值对实际压力值P1～Pm进行第二处理，得到该温度下不同压力测量值与实际压力值的对应关系，其中，m和n是大于1的自然数。

因此，本发明提供了一种新的井下电子压力计的温度漂移补偿方法和温度漂移补偿系统。经应用对比，本方法和系统简化了过去温度漂移补偿方法的一些不必要的步骤，同时也提高了井下电子压力计的精度。

附图说明：

图1为本发明的温度漂移补偿方法的一个实施方式的流程图。

图2为本发明的温度漂移补偿系统的一个实施方式的框图。

具体实施方式

为了更清晰地说明本发明，下面结合附图给出具体的实施方式。

图1是为本发明的温度漂移补偿方法的一个实施方式的流程图。如图1所示，本发明的温度漂移补偿方法开始于读数据表CH1（步骤S10）。数据表CH1为温度、压力数据表，如下表1。需要指出的是，表1中以六个温度点T1～T6和七个压力点0MPa～60MPa为例进行了说明，但是本发明的温度漂移补偿方法并不限于这种情况，而是可以针对更多或更少的温度点、更多或更少的压力点进行同样的处理。在表1中，P11～P76为在特定的温度与压力下测得的压力值（其具体实例在表2中给出）。该表存储在压力计芯片中，当接收到来自应用软件的命令时发送给上位机用于校正。应该理解的是，也可以利用其他方法得到两个参数的对应关系，例如，一元三点横纵插值方法、横纵向最小二乘拟合方法等。

表1

温度(℃)

0MPa

10MPa

20MPa

30MPa

40MPa

50MPa

60MPa

T1

P11

P21

P31

P41

P51

P61

P71

T2

P12

P22

P32

P42

P52

P62

P72

T3

P13

P23

P33

P43

P53

P63

P73

T4

P14

P24

P34

P44

P54

P64

P74

T5

P15

P25

P35

P45

P55

P65

P75

T6

P16

P26

P36

P46

P56

P66

P76

然后，本发明的温度漂移补偿方法拟合得到实际压力值下的测量值与温度变化的曲线Ln（步骤S11）。图1中的实际压力值下的测量值与温度对应的曲线Ln为0MPa～60MPa等7个压力点下。此处，对压力测量值与温度值进行了五次拟合，共得到7条曲线。如下：

0MPa:P1=b10+b11T+b12T2+b13T3+b14T4+b15T5

如上所述，应该理解的是，本发明中涉及的拟合操作不限于5次拟合，也可以为4次、6次等。

然后，本发明的温度漂移补偿方法读取温度值T（步骤S12）。图1中所述温度值T为标定范围T1～T6范围内任意一个温度值。

然后，本发明的温度漂移补偿方法根据Ln得到该温度下每个实际压力值对应的测量值（步骤S13）。图1中所述拟合曲线Lp是根据上述的7条Ln曲线得来的，具体方法是：根据7条测量值与温度值拟合曲线Ln可得在温度T下，7个压力点（0～60MPa）所对应的测量值P1～P7。然后，本发明的温度漂移补偿方法对测量值与实际压力值进行5次拟合，即得到曲线Lp（步骤S14）。这里还应该理解的是，拟合操作不限于5次拟合，也可以为4次、6次等。

Lp:Y=a0+a1X+a2X2+a3X3+a4X4+a5X5

其中，Y为实际压力值，X为测量压力值。

然后，将测量压力值代入曲线Lp就可以得到实际压力值P（步骤S15）。在输出压力值P（S16）之后，判断是否采集完数据（步骤S17）。如果采集完了（步骤S17为是），则本发明的温度漂移补偿方法结束。如果没有采集完（步骤S17为否），则转到步骤S12。

表2是执行本发明的温度漂移补偿方法的过程中所获得的数据的例子。

温度\压力	0	10	20	30	40	50	60
								16.1	0.009	10.012	19.985	30.022	40.015	50.013	59.987
41.7	0.011	9.983	19.992	30.015	40.01	50.021	60.014
								61.1	0.012	9.992	20.021	29.98	39.985	49.992	60.016
70.9	0.033	10.021	20.024	30.023	39.972	50.023	60.21
								81.1	0.04	10.034	20.031	30.037	40.022	50.031	60.032
100.7	0.025	10.015	20.019	30.012	40.016	50.012	59.979
								126.1	0.004	10.017	20.025	30.014	40.011	50.013	60.016

表2

另外，在其他实施方式中，还可以使用一元三次横纵插值、横向最小二乘拟合纵合一元三点插值等操作来得到两个参数的对应关系。

下面参照图2来说明本发明的温度漂移补偿系统。图2为本发明的温度漂移补偿系统的一个实施方式的框图。该温度漂移补偿系统20包括井下电子压力计21和补偿单元22。井下电子压力计21和补偿单元22通过诸如有线、无线等方式彼此连接。

井下电子压力计21包括温度传感器211、压力传感器212、存储器213和通信单元214。温度传感器211用于感测井下环境的温度。压力传感器212用于感测井下环境的压力。存储器213存储有如表1所示的温度压力数据表CH1。通信单元214用于将温度传感器211感测到的温度、压力传感器212感测到的压力以及存储在存储器213中的温度压力数据表CH1发送给补偿单元22。

补偿单元22包括通信单元221、处理器222和输出单元223。通信单元221用于接收从井下电子压力计21的通信单元215发送来的各种数据，并将经过处理器222处理的数据发送回井下电子压力计21。处理器222用于执行根据本发明的温度漂移补偿方法。输出单元223用于输出经过温度漂移补偿的压力值。此处，输出单元223可以是各种类型的输出装置，例如，显示器、扬声器、打印机等等。此外，输出单元223也可以设置在井下电子压力计21中。

本领域技术人员应该理解，可以对本发明的温度漂移补偿系统进行适当的变型。例如，可以将补偿单元22集成在井下电子压力计21内。

尽管针对以上实施方式说明了根据本发明的温度漂移补偿方法和温度漂移补偿系统，但是应该理解，本发明并不是要限于所公开的具体细节，而是可以在所附权利要求所限定的本发明的保护范围内进行各种修改和变型。

Claims

1.一种井下电子压力计的温度漂移补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：

获得所述井下电子压力计的压力测量数据；

根据存储在所述井下电子压力计内部的存储器中的数据表对所述压力测量数据进行温度漂移补偿，从而得到实际压力值；以及

输出实际压力值，

其中，所述数据表为不同温度、不同压力点下的压力测量值的表。

2.根据权利要求1所述的井下电子压力计的温度漂移补偿方法，其特征在于，所述压力测量值是在不同温度T1～Tn中的每个温度下对温度压力检定仪进行打压而得到的不同温度T1～Tn下实际压力值所对应的压力测量值。

3.根据权利要求2所述的井下电子压力计的温度漂移补偿方法，其特征在于，进行温度漂移补偿的步骤包括：

对同一压力点Px下不同温度T1～Tn所对应的测量值进行第一处理，得到压力点下压力测量值与温度的多组对应关系，

根据所得的多组对应关系，得到温度范围T1～Tn内任一温度所对应的不同压力点P1～Pm的测量值；

当实测到某一温度时，提取所得到的该温度下不同压力点P1～Pm的测量值；

根据这n个测量值对实际压力值P1～Pm进行第二处理，得到该温度下不同压力测量值与实际压力值的对应关系，其中，m和n是大于1的自然数。

4.根据权利要求3所述的井下电子压力计的温度漂移补偿方法，其特征在于，所述第一处理是U次拟合运算，并且所述压力点下压力测量值与温度的对应关系是该压力点下压力测量值与温度的变化曲线Ln；所述第二处理是V次拟合运算，并且所述温度下不同压力测量值与实际压力值的对应关系是包括了该温度下不同压力测量值所对应的实际压力值的变化曲线Lp，其中，U和V是大于1的自然数。

5.根据权利要求4所述的井下电子压力计的温度漂移补偿方法，其特征在于，U等于5，V等于5。

6.根据权利要求2-5中任意一项所述的井下电子压力计的温度漂移补偿方法，其特征在于，m等于7，n等于6。

7.一种温度漂移补偿系统，其特征在于，包括：彼此可通信地连接的井下电子压力计（21）和补偿单元（22），其中，

所述井下电子压力计（21）包括：

温度传感器（211），用于感测井下环境的温度；

压力传感器（212），用于感测井下环境的压力；

存储器（213），其存储有数据表；

通信单元（213）用于将温度传感器（211）感测到的温度、压力传感器（212）感测到的压力以及存储在存储器（213）中的数据表发送给所述补偿单元（22）；并且

所述补偿单元（22）包括通信单元（221）、处理器（222）和输出单元（223），其中所述通信单元（221）用于接收从井下电子压力计（21）的通信单元（215）发送来的各种数据，并将经过处理器222处理的数据发送回井下电子压力计（21）；所述处理器（222）用于根据存储在所述井下电子压力计（21）的所述存储器（213）中的数据表对所述压力测量数据进行温度漂移补偿，从而得到实际压力值；所述输出单元（223）用于输出经过温度漂移补偿的实际压力值；

8.根据权利要求7所述的温度漂移补偿系统，其特征在于，所述压力测量值是在不同温度T1～Tn中的每个温度下对温度压力检定仪进行打压而得到的不同温度T1～Tn下实际压力值所对应的压力测量值。

9.根据权利要求8所述的温度漂移补偿系统，其特征在于，

所述处理器（222）对同一压力点Px下不同温度T1～Tn所对应的测量值进行第一处理，得到压力点下压力测量值与温度的多组对应关系，根据所得的多组对应关系，得到温度范围T1～Tn内任一温度所对应的不同压力点P1～Pm的测量值；当实测到某一温度时，提取所得到的该温度下不同压力点P1～Pm的测量值；根据这n个测量值对实际压力值P1～Pm进行第二处理，得到该温度下不同压力测量值与实际压力值的对应关系，其中，m和n是大于1的自然数。

10.根据权利要求8所述的温度漂移补偿系统，其特征在于，所述第一处理是U次拟合运算，并且所述压力点下压力测量值与温度的对应关系是该压力点下压力测量值与温度的变化曲线Ln；所述第二处理是V次拟合运算，并且所述温度下不同压力测量值与实际压力值的对应关系是包括了该温度下不同压力测量值所对应的实际压力值的变化曲线Lp，其中，U和V是大于1的自然数。