CN105424162A - 一种在气田井深测试中的声速推算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在气田井深测试中的声速推算方法，该方法包括以下步骤：用频谱分析提取大致节箍间隔-生成带通滤波器-卷积滤波-用相关性求大致节箍间隔-剔除节箍间隔的粗大误差-多项式拟合求节箍间隔分布-用定积分求节箍间隔均值，最后根据平均节箍间隔以及油管长度便可以算出平均声速。经实践证明，在气田井深测试中，采用本发明的声速推算方法可将声速的误差控制在0.5%以内，提高了气田井深测试的测试结果，为实现气田低成本、可持续开采提供了数据支持，保证了气田开采的安全性及高效性。

Description

一种在气田井深测试中的声速推算方法

技术领域

本发明涉及一种在气田井深测试中的声速推算方法，属于气田井深测试技术领域。

背景技术

长庆油田公司下属的苏里格气田探明储量超过5亿m3，是迄今为止中国第一大气田，其井数超过11000口，占了全国气井总数的80%以上。随着工业化不断推进、城市化发展加快，天然气市场需求迅猛增长，供需矛盾日益突出，因此实现苏里格气田经济有效开发对长庆气区发挥枢纽作用，实现安全稳定供气，促进持续、有效、协调发展具有十分重要的意义。

苏里格气田气藏的主要有“低渗、低压、低产、低丰度”等特点，对于这种井需要采用排水采集法才能实现低成本、可持续开采。对于排水采集这种工艺而言，井筒积液的判别及积液高度的计算是难以回避且必须解决的问题，需要掌握和控制好井筒里的积液量，以便制定适用的排液方案，达到增效的目的。

计算井筒积液需要用到的十几个参数中，影响最大的是液面深度这一参数。在液面深度测试中，假定井口到液面的深度为h，用声波进行测试，若声波从井口到液面的时间为t，且这段时间的平均声速为v，于是便可以得到井口到液面的深度为h=v*t/2。通常t可以求得很准确，误差可以控制在0.5%以内；声速v是通过声波在井内传输过程中遇到节箍反射波形成的节箍波来计算的，即就是计算平均节箍间隔。由于存在节箍波的数量有限以及波形模糊等不足，因此在计算声速时会存在误差，该声速误差直接导致液面深度计算结果不精确。然而，根据气田的生产需要液面深度的误差应该在1%以内，而目前国内厂家在这一领域的测试设备以及相应的测试技术得到的测试误差大都会超过5%，这对于气田生产带来很大的不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种步骤简单、易于实现、精度高的在气田井深测试中的声速推算方法，该方法可将声速的误差控制在0.5%以内，提高了气田井深测试的测试结果。

本发明的技术方案：一种在气田井深测试中的声速推算方法，包括以下步骤：

（1）用频谱分析提取大致节箍间隔：取井口波之后1～3秒的节箍波数据段用频谱分析得出节箍波的主要频率分量，然后结合油管长度以及信号接收系统的采样频率便可以得到节箍波之间的大致节箍间隔；

（2）生成带通滤波器：在得到大致节箍间隔的基础上算出节箍波的中心频率，以此中心频率分别向上和向下扩展5Hz作为阻带的边界，根据系统设置阻带的衰减和过渡带的带宽，便可以生成系统所需要的带通滤波器；

（3）卷积滤波：由于滤波在频域是信号与滤波器的乘积，频域的乘积运算对应到时域便是卷积运算，因此通过卷积运算便实现了信号的带通滤波，从而将节箍波分布的数据段滤得只剩下节箍；

（4）用相关性求大致节箍间隔：采用自相关可以逐步把所有节箍与节箍之间的间隔找出来；

（5）剔除节箍间隔的粗大误差：在井深测试中信号会受到各种意想不到的干扰，加之电路系统固有的一些噪声，因此有些节箍间隔难免有较大误差，因此需要把误差较大的点给处理掉。因此，可先求出节箍间隔的均值，以均值的10%为界，然后将在这个界限以内的节箍间隔予以保留，其余舍去；

（6）多项式拟合求节箍间隔分布：对于节箍分布不明确或者无节箍的数据段，通过采用多项式拟合来求得所有节箍间隔的分布，然后根据所有节箍间隔的分布情况得出节箍间隔；

（7）用定积分求节箍间隔均值：根据相关数学知识可知，对于一条曲线而言通过定积分方能求出这条曲线坐标轴围成的面积，用该面积除以横轴的长度便是这段曲线的均值。因此，通过定积分来求出从井口到液面这整个时间段的平均节箍间隔，再借助于油管长度便可以算出平均声速。

在上述方法中，步骤（2）所述的节箍波的中心频率在15Hz～30Hz之间。

由于采用上述技术方案，本发明的优点在于：在气田井深测试中，采用本发明的声速推算方法可将声速的误差控制在0.5%以内，提高了气田井深测试的测试结果，为实现气田低成本、可持续开采提供了数据支持，保证了气田开采的安全性及高效性。

附图说明

图1是本发明的流程图；

图2是本发明中节箍中心频率为25Hz时带通滤波器的示意图。

具体实施方式

为了使本发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明的实施例：参见图1，在气田井深测试中的声速推算方法，包括以下步骤：

（1）用频谱分析提取大致节箍间隔：取井口波之后1～3秒的节箍波数据段用频谱分析得出节箍波的主要频率分量，然后结合油管长度以及信号接收系统的采样频率便可以得到节箍波之间的大致节箍间隔；

（2）生成带通滤波器：参见图2，在得到大致节箍间隔的基础上算出节箍波的中心频率，所述的节箍波的中心频率在25Hz，以此中心频率分别向上和向下扩展5Hz作为阻带的边界，根据系统设置阻带的衰减（选用-20～-30dB）和过渡带的带宽（选用3～5Hz），便可以生成系统所需要的带通滤波器；

（3）卷积滤波：由于滤波在频域是信号与滤波器的乘积，频域的乘积运算对应到时域便是卷积运算，因此通过卷积运算便实现了信号的带通滤波，从而将节箍波分布的数据段滤得只剩下节箍；

（4）用相关性求大致节箍间隔：采用自相关可以逐步把所有节箍与节箍之间的间隔找出来；

（5）剔除节箍间隔的粗大误差：在井深测试中信号会受到各种意想不到的干扰，加之电路系统固有的一些噪声，因此有些节箍间隔难免有较大误差，因此需要把误差较大的点给处理掉。因此，可先求出节箍间隔的均值，以均值的10%为界，然后将在这个界限以内的节箍间隔予以保留，其余舍去；

（6）多项式拟合求节箍间隔分布：对于节箍分布不明确或者无节箍的数据段，通过采用多项式拟合来求得所有节箍间隔的分布，然后根据所有节箍间隔的分布情况得出节箍间隔；

（7）用定积分求节箍间隔均值：根据相关数学知识可知，对于一条曲线而言通过定积分方能求出这条曲线坐标轴围成的面积，用该面积除以横轴的长度便是这段曲线的均值。因此，通过定积分来求出从井口到液面这整个时间段的平均节箍间隔，再借助于油管长度便可以算出平均声速。

本发明的方法已在苏里格气田成功应用，大量的现场数据表明，使用该方法可以将声速的误差控制在0.5%以内。

Claims (2)

1.一种在气田井深测试中的声速推算方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）用频谱分析提取大致节箍间隔：取井口波之后1～3秒的节箍波数据段用频谱分析得出节箍波的主要频率分量，然后结合油管长度以及信号接收系统的采样频率便可以得到节箍波之间的大致节箍间隔；

（2）生成带通滤波器：在得到大致节箍间隔的基础上算出节箍波的中心频率，以此中心频率分别向上和向下扩展5Hz作为阻带的边界，根据系统设置阻带的衰减和过渡带的带宽，便可以生成系统所需要的带通滤波器；

（3）卷积滤波：由于滤波在频域是信号与滤波器的乘积，频域的乘积运算对应到时域便是卷积运算，因此通过卷积运算便实现了信号的带通滤波，从而将节箍波分布的数据段滤得只剩下节箍；

（4）用相关性求大致节箍间隔：采用自相关可以逐步把所有节箍与节箍之间的间隔找出来；

（5）剔除节箍间隔的粗大误差：求出节箍间隔的均值，以均值的10%为界，只将在这个界限以内的节箍间隔予以保留，其余舍去；

（6）多项式拟合求节箍间隔分布：对于节箍分布不明确或者无节箍的数据段，通过采用多项式拟合来求得所有节箍间隔的分布，然后根据所有节箍间隔的分布情况得出节箍间隔；

（7）用定积分求节箍间隔均值：通过定积分来求出从井口到液面这整个时间段的平均节箍间隔，借助于油管长度便可以算出平均声速。

2.根据权利要求1所述的在气田井深测试中的声速推算方法，其特征在于：所述的节箍波的中心频率在15Hz～30Hz之间。