一种油井液面测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术实施例提供了一种油井液面测试装置，包括：光纤、测温单元、拐点确定单元和定位单元，所述光纤和所述测温单元相连，所述拐点确定单元分别和所述测温单元及所述定位单元相连，其中：测温单元，用于利用油井内光纤上的测温点测得若干连续的温度数据，所述相邻测温点之间等距离；拐点确定单元，用于根据所述温度数据确定所述测温点中的温度拐点；定位单元，用于利用光时域反射技术OTDR对所述温度拐点进行定位以得到油井液面数据。本实用新型专利技术实施例利用光纤测温技术来测量油井液面数据，其测试精度取决于测温点间的距离，当测温点间距离较小时，利用本实用新型专利技术实施例的方法所测得的页面数据精度较高。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及油田采油
，尤其是涉及一种油井液面测试装置。
技术介绍
在油田开发中，油井液面数据是一项重要的油井管理基础资料，它直接反应着油 井的供液能力。油井动液面测试的常规方法为回声法，利用该方法申报的专利较多，其原理 是在井口利用药弹爆炸发声或高压气瓶作为声源，产生的振动波沿油管、套管内的环行空 间向下传播，遇到液面产生反射波，利用井口微音器接收反射波并计算液面的深度。该方法 工艺简单、实施方便，但是在气油比较高或稠油生产井中，由于油管套管环空处存在的“泡 沫段”或“死油块”影响，使得获得的测试结果误差很大(几十米到几百米不等)，有些稠油 井甚至无法进行测试，影响了对油田生产井的正确评价。还有一些测试油井液面的方法如浮筒法、压力计探测法和示功图法等。其中浮筒 法中利用浮筒探测液面工艺受到浮筒重量和浮筒体积的限制，一般只能在油套环形空间没 有压力的环空井和敞开井口的作业井使用，该方法容易理解，数据直观，施工周期短，但不 能带压测试，也就无法满足生产过程中的测试，而且该方法在测试过程中仍受井身结构及 “死油块”限制。压力计探测油井井下液面方法与测压方法基本相同，由压力梯度突变值确 定气液界面，利用压力资料计算液面深度使用范围比较广泛，适用于一切油水井，计算液面 也比较准确，缺点是不知道液面的大体位置，要保证压力计停点至少有3点在液面以下，至 少每井次停5个点，施工复杂、周期长。而示功图法利用连通器原理，该方法操作简单、成本 低，但受原油粘度、含水等因素影响，后期数据处理难度大、误差较大。
技术实现思路
本技术实施例提供了一种油井液面测试装置，用于提高油井液面的测试精 度，为油井液面的精确测试提供了一种有效技术手段。本技术实施例还提供一种油井液面测试装置，包括光纤、测温单元、拐点确 定单元和定位单元，所述光纤和所述测温单元相连，所述拐点确定单元分别和所述测温单 元及所述定位单元相连，其中测温单元，用于利用油井内光纤上的测温点测得若干连续的 温度数据，所述相邻测温点之间等距离；拐点确定单元，用于根据所述温度数据确定所述测 温点中的温度拐点；定位单元，用于利用光时域反射技术OTDR对所述温度拐点进行定位以 得到油井液面数据。优选的，本技术实施例中测温单元包括光端机和信号处理器，所述波分复用 器和所述光电检测器用于采集光纤测温点处带有温度信号的背向拉曼散射光信号，所述信 号处理器用于根据所述带有温度信号的背向拉曼散射光信号调解出所述温度数据。优选的，本技术实施例中拐点确定单元具体用于根据下述公式确定温度拐λ v (tm+2_tm+1)/δ = A1 (tl_tm) /d+ λ ν αω+「、)/(δ-d) = A1 (W1) / δ其中m为液相中的测温点个数；δ为两个测温点轴向距离；d为灵敏度测温区间 落入液面内的深度，0彡d彡δ ；t为测温点的温度值；、为油水界面的温度值；且气相的导 热系数λ v和液相中导热系数X1保持不变，X1远大于λ v，井下光纤无突变热源。本技术实施例利用光纤测温技术来测量油井液面数据，其测试精度取决于测 温点间的距离，当测温点间距离较小时，利用本技术实施例的方法所测得的页面数据 精度较高。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 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实用新 型的一些实施例，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为本技术实施例提供的一种油井液面测试装置的结构示意图；图2为本技术实施例提供的一种测温单元的结构示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。如图1所示为本技术实施例提供的一种油井液面测试装置的结构示意图，包 括光纤110、测温单元120、拐点确定单元130和定位单元140，光纤110和测温单元120相 连，拐点确定单元130分别和测温单元120及定位单元140相连。由图3可见，光纤110位 于油井104内部，其一部分深入气液界面105以下的液相混合物103中，该液相混合物比如 是油井中的石油等，另一部分位于油气液界面105以上的气相混和物106中，、为光纤110 上的第i个测温点。在本实施例中，光纤110既是一种传输媒体又是传感媒体，具有光纤背向拉曼散 射的温度效应。测温单元120用于利用油井内光纤110上的测温点测得若干连续的温度数据，该 相邻测温点之间等距离。作为本技术的一个实施例，如图2所示，测温单元可以包括光端机121和信号 处理器122，光端机121用于采集光纤测温点处带有温度信号的背向拉曼散射光信号，信号 处理器122用于根据所述带有温度信号的背向拉曼散射光信号调解出所述温度数据。拐点确定单元130用于根据测温单元120所得到的温度数据确定测温点中的温度 拐点。具体来说拐点确定单元130，在本实施例中确定温度拐点是基于如下两点假设 (1)气相的导热系数λν和液相中导热系数λ 1在计算过程中分别保持不变；(2)井下光纤 沿程测温系统无突变热源，则井底热源沿井筒轴向传热量为Q1 = Qv = Qlv (1)式中Q1——井底热源在液相中的轴向传热量；Qv——井底热源在气相中的轴向传热量；Qlv——井底热源在气液界面处的轴向传热量；且有Q1 = Q1 = Q2 =......Qi^1 = Qi = λ x (t-t^) s/δ ； (i = 1,2,3......，i 彡 m)(2)式中t,--第i个测温点的温度值； -井筒轴向传热横截面积； δ——两个测温点轴向距离；m——为液相中的测温点个数；以及Qv = Qi+2 = Qi+3 =......Qlri = Qn = λs/ δ ； (i = m+1, m+2.i ( η) (3)式中η为井下总的测温点个数；另外在气液界面处则有Qm+1 = Qlv = A1 (tftm) s/d+ λ ν (Vrt1) s/ ( δ _d) (4) (5)式中tx—油水界面测温点的温度值；d——灵敏度测温区间(单位测温点)落入液面内的深度，0彡d彡δ。 由式(1) (2) (3) (4)关系联立可得Xv(tm+2-tm+1)s/S = XjtftJs/d+Xva^-Ds/O-d) = λ x (t^V^ s/ δ化简式(5)可得入 ν (tffl+2-tffl+1)/δ = A1 (tl-tm) /d+ λ ν (Vrt1)/(δ-d) = A1 (W1) / δ(6)由于液相中导热系数X1(KT1WzkK)是气相的导热系数Xv(10_2W/m.K)的几十 倍，即tm+2-tm+1远大于tm-tm+1或Uft1远大于tftm，即光纤110上的测温点出现了温度拐 点值。根据式6，即可以得到出现温度拐点值的测温点m。定位单元140用于利用OTDR技术对所述温度拐点进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种油井液面测试装置，其特征在于，包括：光纤、测温单元、拐点确定单元和定位单元，所述光纤和所述测温单元相连，所述拐点确定单元分别和所述测温单元及所述定位单元相连，其中：测温单元，用于利用油井内光纤上的测温点测得若干连续的温度数据，所述相邻测温点之间等距离；拐点确定单元，用于根据所述温度数据确定所述测温点中的温度拐点；定位单元，用于利用光时域反射技术ＯＴＤＲ对所述温度拐点进行定位以得到油井液面数据。

【技术特征摘要】
1.一种油井液面测试装置，其特征在于，包括光纤、测温单元、拐点确定单元和定位 单元，所述光纤和所述测温单元相连，所述拐点确定单元分别和所述测温单元及所述定位 单元相连，其中测温单元，用于利用油井内光纤上的测温点测得若干连续的温度数据，所述相邻测温 点之间等距离；拐点确定单元，用于根据所述温度数据确定所述测温点中的温度拐点； 定位单元，用于利用光时域反射技术OTDR对所述温度拐点进行定位以得到油井液面 数据。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述测温单元包括光端机和信号处理器， 所述光端机用于采集光纤测温点处带有温度信号的背向拉曼散射光信...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓华，杨显志，杨文军，宋志军，杨志祥，李广富，张福兴，袁天瑜，穆磊，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11