基于光纤噪声数据的水平井产出剖面计算方法技术

本发明专利技术公开了一种基于光纤噪声数据的水平井产出剖面计算方法，包括以下步骤：S1:根据现场分布式光纤噪声传感器收集的井下原始声学数据，进行数据块划分；S2:将划分好的数据块进行频率‑波数域分析；S3:根据多普勒效应理论修正；S4:根据声速‑相分数模型，通过声波在不同类型，不同相分数流体内的传播速度得到该混合流体的相分数；S5:选择下一块数据块重复步骤S2至S4，直到完成整个水平井段的相分数求取。本发明专利技术的优点是：长期进行高分辨率的流体流入噪声监测，节约了产出剖面的测量成本。

【技术实现步骤摘要】
基于光纤噪声数据的水平井产出剖面计算方法
本专利技术涉及油气开发
，特别涉及一种基于光纤噪声数据的水平井产出剖面计算方法。
技术介绍
近年来，水平井分段压裂技术在国内外各大油气田得到广泛的应用。水平井和直井相比，具有泄油面积更大，生产压力小的优势，从而使得油气井采收率得到大幅度提高。然而在实际油气田开发过程中，人们虽然能够知道产出油气水的总量，但依然很难确定各个压裂段对产出的贡献。清楚的明白个压裂段对整个产能的贡献，明确产油、产水位置能够为后续调剖堵水等工作提供便利，并能有效提高油气藏采收率。而分布式光纤监测技术的飞速发展，为准确获得水平井产出剖面提供了新的思路。该类技术作为光纤传感技术的分支，已经能够被用于井底永久传感器。这类技术可以实时监测地下流体流动时所产生的信号，例如微小的温度变化，流体流动产生的声波应变等信息，通过解释分布式光纤传感器实时测量的数据有可能会实现水平井各压裂段流动情况的真实还原，达到准确评价各个产层的目的。目前传统测井为基础的产出剖面测试技术虽然可以确定水平井段的流体产出，但其存在着监测时间长，时效连续性差；监测仪器尺寸大，水平井型适用性不好；监测结果误差大、成本高等缺陷。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的缺陷，提供了一种基于光纤噪声数据的水平井产出剖面计算方法，解决了现有技术中存在的缺陷。为了实现以上专利技术目的，本专利技术采取的技术方案如下：一种基于光纤噪声数据的水平井产出剖面计算方法，包括以下步骤：S1:根据现场分布式光纤噪声传感器收集的井下原始声学数据，进行数据块划分。块的时间和空间大小取决于计算机计算速度和工程需要的空间和时间分辨率。同时保证后一块数据体包含上一个部分的一半，增强数据重复性。S2:将划分好的数据块进行频率-波数域分析。设所研究的数据块包含M个噪声信号收集单元。在第i点处测得的噪声信号为a(x,t)(表示t时刻下位于x位置处收集的能量幅值)。沿时域采样点数为N，则测得幅值能量离散信号为：{a(i,n)}(i＝0～M-1,n＝0～N-1)将噪声信号沿时间方向进行一维离散傅里叶变换得到频率-幅度谱为：式中，e-j2π为傅里叶积分变换因子，频率Δt为时域的采样间隔。然后再沿x方向对空间序列A(i,f)进行一维离散傅里叶变换的到信号的频率-波数谱为：式中，波数Δx为空间采样间隔。同时由机械波波速c与波长λ和频率f关系：k为角波数、为波数、得到频率-波数谱下的斜率即为所提取的声速。S3:根据多普勒效应理论用以下公式修正：c1-位于上游测点测量的声速；c2-位于下游测点测量的声速；vm-混合流体速度；cm-声波在混合流体中传播的静态声速；S4:根据声速-相分数模型，可以通过声波在不同类型，不同相分数流体内的传播速度得到该混合流体的相分数。考虑管道直径d(单位m)，管壁厚度t(单位m)和管材杨氏模量E(单位Pa)的混合流体内声速表达式为：αo--油相分数ρw--水相流体密度，kg/m3ρo--油相流体密度，kg/m3co--声波在油中的传播速度，m/scw--声波在油中的传播速度，m/scm--声波在混合物中的传播速度，m/sE--管道杨氏模量，N/m2上式中的cm是通过噪声信号中提取并经过多普勒效应校正后的声波在混合流体内传播的静速度。上式右侧涉及的相密度可通过实验室内PVT下获得。代入室内测试数据即可得到混合立体的相分数；S5:选择下一块数据块重复步骤S2至S4，直到完成整个水平井段的相分数求取。然后通过获得流体流速乘以管道横截面积即可获得每段体积流量，进一步的获得整个水平井段的油气产出剖面。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：可以利用分布式光纤噪声传感器，长期进行高分辨率的流体流入噪声监测。同时得以于其自身短距离的测量点排布，能够根据生产要求选择任意目标井段进行产出剖面刻画，较传统测量方式具有更低成本、更高效率、更高分辨率的优势。附图说明图1是本专利技术实施例产出剖面计算方法的流程图；图2是本专利技术实施例从原始声学信号里提取声速结果图；图3是本专利技术实施例不同相分数混合流体图(25℃，大气压)。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下根据附图并列举实施例，对本专利技术做进一步详细说明。如图1所示，一种基于光纤噪声数据的水平井产出剖面计算方法，包括以下步骤：S1:根据现场沿水平井井筒分布的分布式光纤噪声传感器收集的井下原始声学数据，进行数据块划分。块的时间和空间大小取决于计算机计算速度和工程需要的空间和时间分辨率。同时保证后一块数据体包含上一个部分的一半，增强数据重复性。S2:将划分好的数据块进行频率-波数域分析。设所研究的数据块包含M个噪声信号收集单元。在第i点处测得的噪声信号为a(x,t)(表示t时刻下位于x位置处收集的能量幅值)。沿时域采样点数为N，则测得幅值能量离散信号为：{a(i,n)}(i＝0～M-1,n＝0～N-1)将噪声信号沿时间方向进行一维离散傅里叶变换得到频率-幅度谱为：式中，e-j2π为傅里叶积分变换因子，频率Δt为时域的采样间隔。然后再沿x方向对空间序列A(i,f)进行一维离散傅里叶变换的到信号的频率-波数谱为：式中，波数Δx为空间采样间隔。同时由机械波波速c与波长λ和频率f关系：k为角波数、为波数、得到频率-波数谱下的斜率即为所提取的声速。S3:根据多普勒效应理论用以下公式修正：c1-位于上游测点测量的声速c2-位于下游测点测量的声速vm-混合流体速度cm-声波在混合流体中传播的静态声速进一步的可以通过上下游传感器测量的速度获得声波在该流体内传播的静态速度。S4:根据声速-相分数模型，可以通过声波在不同类型，不同相分数流体内的传播速度得到该混合流体的相分数。考虑管道直径d(单位m)，管壁厚度t(单位m)和管材杨氏模量E(单位Pa)的混合流体内声速表达式为：αo--油相分数ρw--水相流体密度，kg/m3ρo--油相流体密度，kg/m3co--声波在油中的传播速度，m/scw--声波在油中的传播速度，m/scm--声波在混合物中的传播速度，m/sE--管道杨氏模量，N/m2上式中的cm是通过噪声信号中提取并经过多普勒效应校正后的声波在混合流体内传播的静速度。上式右侧涉及的相密度可通过实验室内PVT下获得。代入室内测试数据即可得到混合立体的相分数。S5:选择下一块数据块重复步骤S2至S4，直到完成整个水平井段的相分数求取。然后通过获得流体流速乘以管道横截面积即可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于光纤噪声数据的水平井产出剖面计算方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1:根据现场分布式光纤噪声传感器收集的井下原始声学数据，进行数据块划分；块的时间和空间大小取决于计算机计算速度和工程需要的空间和时间分辨率；同时保证后一块数据体包含上一个部分的一半，增强数据重复性；/nS2:将划分好的数据块进行频率-波数域分析；/n设所研究的数据块包含M个噪声信号收集单元；在第i点处测得的噪声信号为a(x,t)，表示t时刻下位于x位置处收集的能量幅值；沿时域采样点数为N，则测得幅值能量离散信号为：/n{a(i,n)}(i＝0～M-1,n＝0～N-1)/n将噪声信号沿时间方向进行一维离散傅里叶变换得到频率-幅度谱为：/n

【技术特征摘要】
1.一种基于光纤噪声数据的水平井产出剖面计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1:根据现场分布式光纤噪声传感器收集的井下原始声学数据，进行数据块划分；块的时间和空间大小取决于计算机计算速度和工程需要的空间和时间分辨率；同时保证后一块数据体包含上一个部分的一半，增强数据重复性；
S2:将划分好的数据块进行频率-波数域分析；
设所研究的数据块包含M个噪声信号收集单元；在第i点处测得的噪声信号为a(x,t)，表示t时刻下位于x位置处收集的能量幅值；沿时域采样点数为N，则测得幅值能量离散信号为：
{a(i,n)}(i＝0～M-1,n＝0～N-1)
将噪声信号沿时间方向进行一维离散傅里叶变换得到频率-幅度谱为：



式中，e-j2π为傅里叶积分变换因子，频率Δt为时域的采样间隔；然后再沿x方向对空间序列A(i,f)进行一维离散傅里叶变换的到信号的频率-波数谱为：



式中，波数Δx为空间采样间隔；同时由机械波波速c与波长λ和频率f关系：



k为角波数、为波数、
得到频率-波数谱下的斜率即为所提取的声速；
S3:根据多普勒效应理论用以下公式修正：


...

【专利技术属性】
技术研发人员：卫诗豪，段永刚，魏明强，李政澜，张锐铎，盛舒遥，伍梓健，李裕民，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川;51