基于分布式光纤的油气产出剖面的测试系统的制作方法

1.本发明涉及油气开发技术领域，尤其涉及一种基于分布式光纤的油气产出剖面的测试系统。


背景技术：

2.在油气生产井中,给出各分层产出油气水数量的测井方法称为产出剖面测井。以油水两相产层为例，测量的基本参数为流量和持水率。根据各层间流量和持水率观测值可以分别算出各层的产油量和产水量。井温测量也可以给出定性和半定量的剖面，有时还可能区分出产气层和产液层。产出剖面测井主要用于确定各油层是否有效地生产，检查油层改造效果和有无套管漏失等，是油井生产状态的主要诊断手段。
3.光纤传感技术的发展为油气行业的储层改造、油藏描述、井筒状态等领域的相关监测工作带来了更多更新的可能性。应用光纤传感技术可以对油气井的产出剖面进行全天候的动态监测。而现有的采用光纤传感器进行油气生产井监测的方法或装置，采用单一类型的传感器进行数据采集，所采集数据一般只适用于两相或三相单一情况下的油气井分析。因此造成计算出来的结果不够准确。因此，需要提出一种能够适用多种情况的基于分布式光纤的油气产出剖面的测试系统。


技术实现要素：

4.因此，本实用新型的目的在于提供一种基于分布式光纤的油气产出剖面的测试系统，采用多个光纤传感器在模拟测试井中获取探测数据，对探测数据和流体参数进行模拟后，形成图谱数据库，当进行实际测试时，对现场获取的探测数据利用图谱数据库，即可进行产出剖面测试。
5.为了实现上述目的，本实用新型的一种基于分布式光纤的油气产出剖面的测试系统，包括信号发生采集面板、光纤传感器、主控计算机、模拟测试井、调控组件和储罐；
6.所述模拟测试井中布设多个光纤传感器；所述模拟测试井中设有调控组件，所述调控组件连通储罐，所述调控组件用于获取流体参数；所述信号发生采集面板用于向光纤中发射激光信号，并接收模拟测试井排流时因流体流动，光纤传感器感测到的探测信号；所述主控计算机与所述信号发生采集面板连接，根据流体流动时调控组件获取的流体参数和光纤传感器获取的探测信号，建立图谱数据库。
7.进一步优选的，还包括排流装置，所述排流装置设置在模拟测试井底部，所述排流装置连通调控组件。
8.在上述任意一项实施例中优选的，每个所述光纤传感器分别探测温度、压力、应力、应变数据。
9.在上述任意一项实施例中优选的，所述调控组件包括流速调控装置；所述流速调控装置包括直流调速电机和与其连接的泵，所述直流调速电机用于控制泵的抽吸储罐中流体的流速。
10.在上述任意一项实施例中优选的，所述调控组件还包括流量调控装置，所述流量调控装置包括步进电机和流体闸阀，所述步进电机用于控制流体闸阀的开度，实现控制储罐中流体的流量。
11.在上述任意一项实施例中优选的，所述调控组件设有多组，每组所述调控组件分别对应连接一个储罐；
12.在上述任意一项实施例中优选的，所述储罐根据用途分类包括油罐、气罐和水罐。
13.本技术公开的基于分布式光纤的油气产出剖面的测试系统，相比于现有技术，至少具有以下优点：
14.采用多个光纤传感器在模拟测试井中获取探测数据，相比于传统采用单种光纤传感器进行数据探测的方法，提高了数据的准确度，并且适用于多种探测场景，适于广泛推广使用。
15.整体结构简单，流体卸放，操作简单，获取流体参数，无需多余装置，便于进行多次反复试验，保证模拟实验数据的准确性。
附图说明
16.图1为本实用新型一种基于分布式光纤的油气产出剖面的测试系统的结构示意图。
17.1、主控计算机；2、信号发生采集面板；3、储罐；4、光纤传感器；
18.5、模拟测试井；6、排流装置；7、单向阀；8、管道；9、流速调控装置；
19.10、流量调控装置。
具体实施方式
20.以下通过附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
21.如图1所示，本实用新型一方面实施例提供的一种基于分布式光纤的油气产出剖面的测试系统，包括信号发生采集面板2、光纤传感器4、主控计算机1、模拟测试井5、调控组件和储罐3；
22.所述模拟测试井5中布设多个光纤传感器4；所述模拟测试井5 中设有调控组件，所述调控组件连通储罐3，所述调控组件用于获取流体参数；所述信号发生采集面板2用于向光纤中发射激光信号，并接收模拟测试井5排流时因流体流动，光纤传感器4感测到的探测信号；所述主控计算机1与所述信号发生采集面板2连接，根据流体流动时调控组件获取的流体参数和光纤传感器获取的探测信号，建立图谱数据库。
23.进一步优选的，还包括排流装置6，所述排流装置6设置在模拟测试井5底部，所述排流装置6连通调控组件。
24.在上述任意一项实施例中优选的，每个所述光纤传感器4分别探测温度、压力、应力、应变数据。
25.在上述任意一项实施例中优选的，所述调控组件包括流速调控装置9；所述流速调控装置9包括直流调速电机和与其连接的泵，所述直流调速电机用于控制泵的抽吸储罐中流体的流速。
26.所述调控组件还包括流量调控装置10，所述流量调控装置包括步进电机和流体闸
阀，所述步进电机用于控制流体闸阀的开度，实现控制储罐中流体的流量。
27.所述调控组件设有多组，每组所述调控组件分别对应连接一个储罐3；所述储罐3根据用途分类包括油罐、气罐和水罐。
28.本发明还提供一种油气产出剖面模拟测试方法，用于实施上述测试系统，包括如下步骤：
29.s1、获取模拟测试井中的探测信号以及模拟测试井泄流时的混合流参数；
30.s2、对探测信号进行解析，并对解析后的数据提取特征值，根据特征值与混合流参数的映射关系，建立图谱数据库；
31.s3、根据光纤传感器在现场油气井中获取的实际探测信号和图谱数据库，计算得出现场油气井的剖面测试数据。
32.在主控计算机中，对探测信号进行解析，根据光纤传感器的类型不同，在解析信号中提取不同特征值，建立特征值集合；所述特征值至少包括强度、能量损耗、频率、波长、幅度；
33.根据流体类型建立所获取的混合流参数与特征值集合的映射关系。
34.分布式光纤传感器利用光波在光纤中传输的特性，可沿光纤长度方向连续地传感被测量(温度、压力、应力、应变)。
35.下表1所列为分布式光纤各种测量方法中，对油气井产出剖面变化敏感的几种方法。这些不同的方法对应着不同的测量装置和不同结构的光纤传感器，测量系统从信号中提取出的物理量也有所不同。
[0036][0037][0038]
表1：分布式光纤各种测量方法
[0039]
所述根据流体类型建立所获取的混合流参数与特征值集合的映射关系包括：
[0040]
流体类型为两相流时，按下式建立映射关系：
[0041]
f(x1,x2,x3…
xn)＝vo+vw+ro+rw[0042]
f(x1,x2,x3…
xn)＝vg+vw+rg+rw[0043]
f(x1,x2,x3…
xn)＝vo+vg+ro+rg[0044]
其中，x1、x2……
xn分别为n种分布式光纤传感器采集到的信号的特征值集合；vo为混合流中油的含量，vw为混合流中水的含量，vg为混合流中气的含量；ro为混合流中油的流速，rw为混合流中水的流速，rg为混合流中气的流速；
[0045]
流体类型为三相流时，按照下式建立映射关系；
[0046]
f(x1,x2,x3…
xn)＝vo+vw+vg+ro+rw+rg[0047]
式中，f(x1,x2,x3…
xn)为采集信号的特征值的集合，x1、x2……
xn分别为n种分布式光纤传感器采集到的强度、能量损耗、频率、波长、幅度等信号特征值；vo为混合流中油的含量，vw为混合流中水的含量，vg为混合流中气的含量；ro为混合流中油的流速，rw为混合流中水的流速，rg为混合流中气的流速。
[0048]
还包括，以流量作为混合流参数；按下式建立简化后的映射关系：
[0049]
f(x1,x2,x3…
xn)＝f
ro
+f
rg
+f
rw
[0050]
其中，f
ro
为混合流中油的流量，f
rg
为混合流中气的流量，f
rw
为混合流中水的流量。
[0051]
对于某一特征(流体含量+流速，或者流量)的两相流或三相流，单次实验过程结束后，得到可用上述公式表达的唯一的对应关系。许多个(4096＝2
12
、65536＝2
16
)这种对应关系，形成产出剖面测井信号特征谱图数据库。利用这个谱图数据库，就可以对光纤测井中产出剖面的采集信号进行定量解释。
[0052]
本技术中对于图谱知识库的建立并不局限于上述方法，还可以采用其他方法，本技术的目的在于，采用多种光纤传感器进行探测信号的获取，扩宽数据来源，避免单一数据的误差。
[0053]
显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。