CN107942398A - 一种确定多相流体流速的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种确定多相流体流速的方法及装置。所述方法包括：对目标油气井中管道内的多相流体进行磁化处理，得到磁化后的多相流体；确定所述磁化后的多相流体在指定层位位置处对应的初始回波串数据；从所述初始回波串数据中确定与流速衰减相关联的回波串数据；根据所述与流速衰减相关联的回波串数据，确定所述磁化后的多相流体在指定层位位置处的流速。本申请实施例提供的技术方案，可以提高所确定的多相流体流速的准确度。

Description

一种确定多相流体流速的方法及装置

技术领域

本申请涉及石油勘探技术领域，特别涉及一种确定多相流体流速的方法及装置。

背景技术

随着常规油气资源的日益枯竭和非常规油气资源开发的深入，石油钻采工程领域所面对的地下流体多以油、气、水多相混合流体为主。目前，对油气多相流体的在线定量检测极富挑战，尚无某单一技术及装置能够在不侵入流体、不采样的条件下准确测量多相流体的流速，这也导致多相流体的流量的准确计量十分困难(多相流流速测量是流量计量的第一步，依靠准确计量的流速和流体组分含量即可推算出流量)，严重制约着油气藏及采出液精细管理技术的发展。

低场核磁共振技术是目前一种主流的室内流体组分分析技术，其优势在于非侵入、绿色环保、高效准确的测量手段，若能应用于油田现场进行油气在线测量将有很好的前景。但目前低场核磁共振技术主要采用静态测量模式，即样品和探头保持相对静止的状态下进行核磁共振信号的测量。流动状态下的核磁共振测量会面对诸多难题，包括极化时间不足、采集信号损失、流体视扩散系数变大等等，严重影响测量准确度。因此，寻求一种准确、可靠、能满足非常规油气资源监测需求的确定多相流体流速的方法迫在眉睫。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种确定多相流体流速的方法及装置，以提高所确定的多相流体流速的准确度。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种确定多相流体流速的方法及装置是这样实现的：

一种确定多相流体流速的方法，包括：

对目标油气井中管道内的多相流体进行磁化处理，得到磁化后的多相流体；确定所述磁化后的多相流体在指定层位位置处对应的初始回波串数据；

从所述初始回波串数据中确定与流速衰减相关联的回波串数据；

根据所述与流速衰减相关联的回波串数据，确定所述磁化后的多相流体在指定层位位置处的流速。

优选方案中，所述从所述初始回波串数据中确定与流速衰减相关联的回波串数据，包括：

对所述初始回波串数据进行拟合处理，得到拟合后的回波串数据；

对所述拟合后的回波串数据进行校正处理，得到校正后的回波串数据；

基于所述校正后的回波串数据、所述拟合后的回波串数据以及所述初始回波串数据，确定所述与流速衰减相关联的回波串数据。

优选方案中，所述拟合处理包括：奇异值分解和/或最小二乘拟合。

优选方案中，所述对所述拟合后的回波串数据进行校正处理，包括：

将所述拟合后的回波串数据中指定流体组分的回波串数据除以所述指定流体组分对应的预设弛豫衰减因子，得到所述校正后的回波串数据；其中，所述指定流体组分表示所述多相流体中任一流体组分。

优选方案中，采用下述公式表征所述预设弛豫衰减因子：

Q_i＝exp(-t/T_2,i)

其中，Q_i表示所述多相流体中第i种流体组分对应的预设弛豫衰减因子，t表示回波采集时间，T_2,i表示所述多相流体中第i种流体组分的横向弛豫时间。

优选方案中，所述基于所述校正后的回波串数据、所述拟合后的回波串数据以及所述初始回波串数据，确定所述与流速衰减相关联的回波串数据，包括：

将所述校正后的回波串数据减去所述拟合后的回波串数据，得到回波串差值数据；

将所述初始回波串数据减去所述回波串差值数据，得到所述与流速衰减相关联的回波串数据。

优选方案中，所述根据所述与流速衰减相关联的回波串数据，确定所述磁化后的多相流体在指定层位位置处的流速，包括：

对所述与流速衰减相关联的回波串数据进行指数拟合处理，得到与流速相关联的拟合曲线数据；

根据所述与流速相关联的拟合曲线数据，确定所述磁化后的多相流体在指定层位位置处的流速。

优选方案中，所述根据所述与流速衰减相关联的回波串数据，确定所述磁化后的多相流体在指定层位位置处的流速：

对所述与流速衰减相关联的回波串数据进行线性拟合处理，得到与流速相关联的拟合直线数据；

根据所述与流速相关联的拟合直线数据，确定所述磁化后的多相流体在指定层位位置处的流速。

优选方案中，所述磁化处理包括：预磁化处理和探测磁化处理；其中，所述预磁化处理中采用的磁场包括均匀磁场；所述探测磁化处理中采用的磁场包括梯度磁场，以标定所述多相流体在所述管道内分层流动时多个层位的位置；所述梯度磁场的方向与所述管道径向平行且与水平面垂直。

一种确定多相流体流速的装置，所述装置包括：初始数据确定模块、流速衰减数据确定模块和流速确定模块；其中，

所述初始数据确定模块，用于对目标油气井中管道内的多相流体进行磁化处理，得到磁化后的多相流体；确定所述磁化后的多相流体在指定层位位置处对应的初始回波串数据；

所述流速衰减数据确定模块，用于从所述初始回波串数据中确定与流速衰减相关联的回波串数据；

所述流速确定模块，用于根据所述与流速衰减相关联的回波串数据，确定所述磁化后的多相流体在指定层位位置处的流速。

本申请实施例一种确定多相流体流速的方法及装置，可以通过从所述初始回波串数据中提取出仅与流速衰减相关联的回波串数据，再根据所述与流速衰减相关联的回波串数据，可以确定所述磁化后的多相流体在指定层位位置处的流速。如此，可以准确确定多相流体流速。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一种确定多相流体流速的方法实施例的流程图；

图2是本申请确定多相流体流速的装置的组成结构图。

具体实施方式

本申请实施例提供一种确定多相流体流速的方法及装置。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

图1是本申请一种确定多相流体流速的方法实施例的流程图。如图1所示，所述确定多相流体流速的方法，包括以下步骤。

步骤S101：对目标油气井中管道内的多相流体进行磁化处理，得到磁化后的多相流体；确定所述磁化后的多相流体在指定层位位置处对应的初始回波串数据。

在本实施方式中，所述目标油气井可以是油气勘探中已开采或正在开采的油气井。

在本实施方式中，所述管道的轴向可以与水平面平行。

在本实施方式中，所述多相流体具体可以包括油相流体组分、水相流体组分和气相流体组分中至少两种流体组分。

在本实施方式中，可以对目标油气井中管道内的多相流体进行磁化处理，得到磁化后的多相流体。其中，所述磁化处理可以包括：磁化处理和探测磁化处理。具体地，所述磁化处理可以是先对所述多相流体进行预磁化处理，再对预测化处理后的多相流体进行探测磁化处理。

在本实施方式中，所述预磁化处理中采用的磁场可以包括均匀磁场。

在本实施方式中，所述探测磁化处理中采用的磁场可以包括梯度磁场，以标定所述多相流体在所述管道内分层流动时多个层位的位置；所述梯度磁场的方向与所述管道径向平行且与水平面垂直。具体地，对所述多相流体进行所述探测磁化处理后，后续再对探测磁化处理后的多相流体施加指定脉冲序列时，所述多相流体在管道内的任一层位位置处产生的回波串信号的共振频率与管道径向上的高度相关联，如此，可以根据接收到的回波串信号的共振频率标定所述多相流体在所述管道内分层流动时多个层位的位置。

在本实施方式中，所述梯度磁场可以是按照固定梯度进行线性变化的磁场。

在本实施方式中，确定所述磁化后的多相流体在指定层位位置处对应的初始回波串数据，具体可以包括，可以对所述磁化后的多相流体施加指定脉冲序列，以使得所述磁化后的多相流体产生回波串信号。根据所述回波串信号，可以得到所述磁化后的多相流体在指定层位位置处对应的初始回波串数据。其中，所述指定层位位置表示所述多相流体在所述管道内分层流动时所处的任一层位位置。

在本实施方式中，所述指定脉冲序列可以是自旋回波核磁共振(Carr-Purcell-Meiboom-Gill，CPMG)脉冲序列。

步骤S102：从所述初始回波串数据中确定与流速衰减相关联的回波串数据。

在本实施方式中，从所述初始回波串数据中确定与流速衰减相关联的回波串数据，具体可以包括，可以对所述初始回波串数据进行拟合处理，得到拟合后的回波串数据。可以对所述拟合后的回波串数据进行校正处理，得到校正后的回波串数据。可以基于所述校正后的回波串数据、所述拟合后的回波串数据以及所述初始回波串数据，确定所述与流速衰减相关联的回波串数据。

在本实施方式中，所述拟合处理可以包括：奇异值分解和/或最小二乘拟合。所述拟合处理还可以用于去除所述初始回波串数据中的噪声数据，以避免在确定与流速衰减相关联的回波串数据时所造成的噪声的额外放大。

在本实施方式中，对所述拟合后的回波串数据进行校正处理，具体可以包括，可以将所述拟合后的回波串数据中指定流体组分的回波串数据除以所述指定流体组分对应的预设弛豫衰减因子，得到所述校正后的回波串数据。其中，所述指定流体组分可以表示所述多相流体中任一流体组分。

在本实施方式中，可以采用下述公式表征所述预设弛豫衰减因子：

Q_i＝exp(-t/T_2,i)

其中，Q_i表示所述多相流体中第i种流体组分对应的预设弛豫衰减因子，t表示回波采集时间，T_2,i表示所述多相流体中第i种流体组分的横向弛豫时间。

在本实施方式中，基于所述校正后的回波串数据、所述拟合后的回波串数据以及所述初始回波串数据，确定所述与流速衰减相关联的回波串数据，具体可以包括，可以将所述校正后的回波串数据减去所述拟合后的回波串数据，得到回波串差值数据。可以将所述初始回波串数据减去所述回波串差值数据，得到所述与流速衰减相关联的回波串数据。

步骤S103：根据所述与流速衰减相关联的回波串数据，确定所述磁化后的多相流体在指定层位位置处的流速。

在本实施方式中，根据所述与流速衰减相关联的回波串数据，确定所述磁化后的多相流体在指定层位位置处的流速，具体可以包括，可以对所述与流速衰减相关联的回波串数据进行指数拟合处理，得到与流速相关联的拟合曲线数据。可以根据所述与流速相关联的拟合曲线数据，确定所述磁化后的多相流体在指定层位位置处的流速。

在本实施方式中，可以采用下述公式表征所述与流速相关联的拟合曲线数据：

y＝a×exp(-v/A)

其中，y表示所述与流速相关联的拟合曲线数据中的回波串的振幅，v表示所述磁化后的多相流体在指定层位位置处的流速，A表示所述探测磁化处理中天线敏感区域的长度，a表示拟合系数。如此，根据所述与流速相关联的拟合曲线数据，可以确定所述磁化后的多相流体在指定层位位置处的流速。

在本实施方式中，根据所述与流速衰减相关联的回波串数据，确定所述磁化后的多相流体在指定层位位置处的流速，具体还可以包括，可以对所述与流速衰减相关联的回波串数据进行线性拟合处理，得到与流速相关联的拟合直线数据。根据所述与流速相关联的拟合直线数据，确定所述磁化后的多相流体在指定层位位置处的流速。

在本实施方式中，可以采用下述公式表征所述与流速相关联的拟合直线数据：

y＝a×(-v/A)+b

其中，y表示所述与流速相关联的拟合直线数据中的回波串的振幅，v表示所述磁化后的多相流体在指定层位位置处的流速，A表示所述探测磁化处理中天线敏感区域的长度，a和b表示拟合系数。如此，根据所述与流速相关联的拟合直线数据，可以确定所述磁化后的多相流体在指定层位位置处的流速。

所述确定多相流体流速的方法实施例，可以通过从所述初始回波串数据中提取出仅与流速衰减相关联的回波串数据，再根据所述与流速衰减相关联的回波串数据，可以确定所述磁化后的多相流体在指定层位位置处的流速。如此，可以准确确定多相流体流速。

图2是本申请确定多相流体流速的装置的组成结构图。所述确定多相流体流速的装置可以包括：初始数据确定模块100、流速衰减数据确定模块200和流速确定模块300。

所述初始数据确定模块100，可以用于对目标油气井中管道内的多相流体进行磁化处理，得到磁化后的多相流体；确定所述磁化后的多相流体在指定层位位置处对应的初始回波串数据。

所述流速衰减数据确定模块200，可以用于从所述初始回波串数据中确定与流速衰减相关联的回波串数据。

所述流速确定模块300，可以用于根据所述与流速衰减相关联的回波串数据，确定所述磁化后的多相流体在指定层位位置处的流速。

所述确定多相流体流速的装置实施例与所述确定多相流体流速的方法实施例相对应，可以实现确定多相流体流速的方法实施例的技术方案，并取得方法实施例的技术效果。

在20世纪90年代，对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)(例如现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA))就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片PLD上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器(logic compiler)”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言(Hardware Description Language，HDL)，而HDL也并非仅有一种，而是有许多种，如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware DescriptionLanguage)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(RubyHardware Description Language)等，目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-SpeedIntegrated Circuit Hardware Description Language)与Verilog2。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。

本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

上述实施例阐明的装置、模块，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。该计算机软件产品可以包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。该计算机软件产品可以存储在内存中，内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括短暂电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本申请可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。

本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。

Claims (10)

1.一种确定多相流体流速的方法，其特征在于，包括：

对目标油气井中管道内的多相流体进行磁化处理，得到磁化后的多相流体；确定所述磁化后的多相流体在指定层位位置处对应的初始回波串数据；

从所述初始回波串数据中确定与流速衰减相关联的回波串数据；

根据所述与流速衰减相关联的回波串数据，确定所述磁化后的多相流体在指定层位位置处的流速。

2.根据权利要求1所述的一种确定多相流体流速的方法，其特征在于，所述从所述初始回波串数据中确定与流速衰减相关联的回波串数据，包括：

对所述初始回波串数据进行拟合处理，得到拟合后的回波串数据；

对所述拟合后的回波串数据进行校正处理，得到校正后的回波串数据；

基于所述校正后的回波串数据、所述拟合后的回波串数据以及所述初始回波串数据，确定所述与流速衰减相关联的回波串数据。

3.根据权利要求2所述的一种确定多相流体流速的方法，其特征在于，所述拟合处理包括：奇异值分解和/或最小二乘拟合。

4.根据权利要求2所述的一种确定多相流体流速的方法，其特征在于，所述对所述拟合后的回波串数据进行校正处理，包括：

将所述拟合后的回波串数据中指定流体组分的回波串数据除以所述指定流体组分对应的预设弛豫衰减因子，得到所述校正后的回波串数据；其中，所述指定流体组分表示所述多相流体中任一流体组分。

5.根据权利要求4所述的一种确定多相流体流速的方法，其特征在于，采用下述公式表征所述预设弛豫衰减因子：

Q_i＝exp(-t/T_2,i)

其中，Q_i表示所述多相流体中第i种流体组分对应的预设弛豫衰减因子，t表示回波采集时间，T_2,i表示所述多相流体中第i种流体组分的横向弛豫时间。

6.根据权利要求2所述的一种确定多相流体流速的方法，其特征在于，所述基于所述校正后的回波串数据、所述拟合后的回波串数据以及所述初始回波串数据，确定所述与流速衰减相关联的回波串数据，包括：

将所述校正后的回波串数据减去所述拟合后的回波串数据，得到回波串差值数据；

将所述初始回波串数据减去所述回波串差值数据，得到所述与流速衰减相关联的回波串数据。

7.根据权利要求1所述的一种确定多相流体流速的方法，其特征在于，所述根据所述与流速衰减相关联的回波串数据，确定所述磁化后的多相流体在指定层位位置处的流速，包括：

对所述与流速衰减相关联的回波串数据进行指数拟合处理，得到与流速相关联的拟合曲线数据；

根据所述与流速相关联的拟合曲线数据，确定所述磁化后的多相流体在指定层位位置处的流速。

8.根据权利要求1所述的一种确定多相流体流速的方法，其特征在于，所述根据所述与流速衰减相关联的回波串数据，确定所述磁化后的多相流体在指定层位位置处的流速：

对所述与流速衰减相关联的回波串数据进行线性拟合处理，得到与流速相关联的拟合直线数据；

根据所述与流速相关联的拟合直线数据，确定所述磁化后的多相流体在指定层位位置处的流速。

9.根据权利要求1所述的一种确定多相流体流速的方法，其特征在于，所述磁化处理包括：预磁化处理和探测磁化处理；其中，所述预磁化处理中采用的磁场包括均匀磁场；所述探测磁化处理中采用的磁场包括梯度磁场，以标定所述多相流体在所述管道内分层流动时多个层位的位置；所述梯度磁场的方向与所述管道径向平行且与水平面垂直。

10.一种确定多相流体流速的装置，其特征在于，所述装置包括：初始数据确定模块、流速衰减数据确定模块和流速确定模块；其中，

所述初始数据确定模块，用于对目标油气井中管道内的多相流体进行磁化处理，得到磁化后的多相流体；确定所述磁化后的多相流体在指定层位位置处对应的初始回波串数据；

所述流速衰减数据确定模块，用于从所述初始回波串数据中确定与流速衰减相关联的回波串数据；

所述流速确定模块，用于根据所述与流速衰减相关联的回波串数据，确定所述磁化后的多相流体在指定层位位置处的流速。