CN110273681A - 石油生产测井中油气水多相流体分相含率测量***及方法 - Google Patents
石油生产测井中油气水多相流体分相含率测量***及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种石油生产测井中油气水多相流体分相含率测量***及方法。所述测量***，通过多接收端光纤探针传感器将油井井下石油反射的光信号转化成电信号经数据采集***传输给数据处理分析***。数据处理分析***通过综合特征参数到油气水多相流体的聚类网络模型，根据多接收端光纤探针传感器探测得到的电压信号进行特征提取和归一化处理得到的综合特征参数获取油井井下油气水多相流体分相含率信息，降低了油井井下油气水多相流体分相含率的测量误差，克服了光纤法无法实现油水检测的技术缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及石油探测领域，特别涉及一种石油生产测井中油气水 多相流体分相含率测量***及方法。
背景技术
中晚期开发阶段的油井含水率较高，并且，在油井深储藏区，气 体主要以溶解气的形式存在于原油中，在原油向上流动的过程中，随 着压力的减小，气体逐渐析出，在油井中形成了油气水多相流体流动 特性。另外，为了提高采收率，注水、注气驱采技术在各大油田广泛 使用。导致井内含水率持续上升，因此，在石油生产开发过程中，气 液、油水及油气水多相流流动现象极为常见。在这种情况下，必须对 油井井下油气水多相流体的分相含率进行测量，以及时了解和掌握各 产层的生产状况，进而合理调整油井的开发方案。
目前，对于多相流相含率测量的技术方法较多，主要包括声学法、 光学法、射线衰减法、层析成像法、电学法和电容法，并且随着技术 的发展，越来越多的测量手段被用于多相流的测量当中。
但是由于油井的环境复杂多变，现有的多相流相含率测量方法中， 声学法测量误差大；光学法测量响应灵敏、体积小，但传感器加工困 难且目前只能实现气液相测量；层析成像法技术复杂、体积大、测量 效率低；电学法和电容法受干扰、腐蚀和结垢等影响较大，因此，当 前油井井下油气水多相流体的分相含率的测量技术还有待进一步提高 发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种石油生产测井中油气水多相流体分相含 率测量***及方法，以实现油井井下油气水多相流体的分相含率的测 量。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种石油生产测井中油气水多相流体分相含率测量系 统，所述测量***包括多接收端光纤探针传感器，数据采集***和数 据处理分析***；
所述多接收端光纤探针传感器与所述数据采集***连接，用于探 测石油生产测井中流体的光反射信号，并将所述光反射信号转换成电 信号，传输给所述数据采集***；
所述数据采集***与所述数据处理分析***连接，所述数据采集 ***用于对所述电信号进行采集和存储，并将所述电信号传输给所述 数据处理分析***；
所述数据处理分析***用于对所述电压信号进行特征提取和归一 化处理得到综合特征参数，并根据综合特征参数到油气水多相流体的 聚类网络模型，获取油井井下油气水多相流体分相含率信息。
可选的，所述多接收端光纤探针传感器包括：
光纤敏感探头、耦合光纤、光学探测器组、光源和光电转换电路；
所述光源与所述耦合光纤的一个分支部分连接；所述耦合光纤的 耦合部分与所述光纤敏感探头连接，所述光源发出的光经所述耦合光 纤的一个分支部分、所述耦合光纤的耦合部分和所述光纤敏感探头传 送至光纤敏感探头与待测液体的接触面上；
所述耦合光纤的另外多个分支部分与所述光学探测器组连接；所 述光纤敏感探头与待测液体的接触面反射的光经所述光纤敏感探头接 收，并经所述耦合光纤的耦合部分和所述耦合光纤的另外多个分支部 分传输至所述光学探测器组；
所述光学探测器组与所述光电转换电路连接，将所述光学探测器 组接收到的光转换成电信号，实现待测液体的成分检测。
可选的，所述多接收端光纤探针传感器还包括：不锈钢连接套管、 不锈钢保护套管和不锈钢密封套筒；
所述不锈钢连接套管套设在所述光纤敏感探头和所述耦合光纤的 耦合部分的外侧；
所述不锈钢保护套管套设在所述不锈钢连接套管和所述耦合光纤 的分支部分的外侧；
所述不锈钢密封套筒套设在所述光学探测器组、所述光源和所述 光电转换电路的外侧；
所述不锈钢保护套管与所述不锈钢密封套筒通过紧固件连接。
可选的，光学探测器组包括多个光电二极管，多个所述光电二极 管与所述耦合光纤的另外多个分支部分分别一一对应的连接。
可选的，所述光电转换电路包括第一激励电阻、多个第二激励电 阻、多个保护电阻和电源；
所述光源与所述第一激励电阻串联在所述电源的正极和负极之 间；
多个所述第二激励电阻分别与多个所述光电二极管一一对应的串 联在所述电源的正极和负极之间；
多个所述保护电阻的一端分别连接至多个所述第二激励电阻与多 个所述光电二极管公共点；
多个所述保护电阻的另一端分别与多个信号线连接。
可选的，所述耦合光纤包括L*n根石英光纤，所述耦合光纤的耦 合部分由L*n根所述石英光纤呈集束型耦合；所述耦合光纤的分支部 分分别由L*n根所述石英光纤分组耦合，得到L个分支部分，L个所 述分支部分中1个分支部分与所述光源连接，另外的L-1个所述分支 部分与所述光学探测器组连接。
本发明还提供一种石油生产测井中油气水多相流体分相含率测量 方法，其特征在于，所述测量方法包括如下步骤：
采用多接收端光纤探针传感器获取不同流量和含水率下的不同垂 直上升管内的多端电压信号，并根据获取的条件进行分类存储，得到 训练集；
对所述训练集中的训练样本进行特征提取和归一化处理，得到训 练样本的综合特征参数；
建立综合特征参数到油气水多相流体的聚类网络模型；
根据所述训练集中每个训练样本的综合特征参数对所述聚类网络 模型进行训练，得到训练后的聚类网络模型；
采用多接收端光纤探针传感器获取待测石油生产测井的多端电压 信号，并进行特征提取和归一化处理，得到待测的综合特征参数；
根据所述待测的综合特征参数，利用所述训练后的聚类网络模型， 获取待测石油生产测井中油气水多相流体分相含率。
可选的，对所述训练集中的训练样本进行特征提取和归一化处理， 得到训练样本的综合特征参数，具体包括：
分别获取多接收端光纤探针传感器检测的一个训练样本的多个电 压信号的电压值、均值、差值、标准差、差分和离散度，得到所述训 练样本的特征参数；
对所述特征参数进行归一化处理，得到所述训练样本的综合特征 参数。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供一种石油生产测井中油气水多相流体分相含率测量系 统及方法。所述测量***，通过多接收端光纤探针传感器将油井井下 流体反射的光信号转化成电信号经数据采集***传输给数据处理分析 ***。数据处理分析***通过综合特征参数到油气水多相流体的聚类 网络模型，根据多接收端光纤探针传感器探测得到的电压信号进行特征提取和归一化处理得到的综合特征参数获取油井井下油气水多相流 体分相含率信息，降低了油井井下油气水多相流体分相含率的测量误 差，克服了光纤法无法实现油水检测的技术缺陷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面 将对实施例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发明的一些实施例，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为本发明提供的一种石油生产测井中油气水多相流体分相含 率测量***的结构图；
图2为本发明提供的多接收端光纤探针传感器的结构图；
图3为本发明提供的多接收端光纤探针传感器的光路结构图；
图4为本发明提供的光电转换电路的电路图；
图5为本发明提供的耦合光纤的结构图；
图6为本发明提供的一种石油生产测井中油气水多相流体分相含 率测量方法的流程图；
图7为本发明的获取训练样本的分相含率测量模拟实验装置图；
图8是本发明一种多接收端光纤探针传感器在油气水多相流体中 第一探测器的输出信号波形图；
图9是本发明一种多接收端光纤探针传感器在油气水多相流体中 第二探测器的输出信号波形图；
图10是本发明一种多接收端光纤探针传感器及数据处理方法的 测量结果图。
具体实施方式
本发明的目的是提供一种石油生产测井中油气水多相流体分相含 率测量***及方法，以实现油井井下油气水多相流体的分相含率的测 量。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结 合附图和具体实施方式对发明作进一步详细的说明。
软测量技术在油气水多相流体分相含率测量中具有重要意义，其 中多变量统计分析技术把变量间的内在联系和相互影响考虑在内的软 测量技术，在多相流检测中普遍使用。
光纤探针测量属于接触式探针法，可直接定位于流体上，能够准 确的反映测量点的局部流体特征。而且只对光学特性敏感，因此该方 法在对气液/油气水多相流进行测量时受温度与矿化度变化影响较小， 但是目前光学探针法只是针对气液两相流或者油气水多相流体中持气 率进行了精准测量，而对油水两相的检测并没有展开研究。
本发明将两种方式结合，提供一种石油生产测井中油气水多相流 体分相含率测量***及方法。
如图1所示，本发明提供一种石油生产测井中油气水多相流体分 相含率测量***。所述测量***包括多接收端光纤探针传感器A，数 据采集***B和数据处理分析***C；所述多接收端光纤探针传感器 A与所述数据采集***B连接，用于探测石油生产测井中石油的光反 射信号，并将所述光反射信号转换成电信号，传输给所述数据采集系 统B；
所述数据采集***B与所述数据处理分析***C连接，所述数据 采集***B用于对所述电信号进行采集和存储，并将所述电信号传输 给所述数据处理分析***C；
所述数据处理分析***C用于对所述电压信号进行特征提取和归 一化处理得到综合特征参数，并根据综合特征参数到油气水多相流体 的聚类网络模型，获取油井井下油气水多相流体分相含率信息。
所述多接收端光纤探针传感器A包括：光纤敏感探头、耦合光纤、 光学探测器组、光源和光电转换电路；所述光源与所述耦合光纤的一 个分支部分连接；所述耦合光纤的耦合部分与所光纤敏感探头连接， 所述光源发出的光经所述耦合光纤的一个分支部分、所述耦合光纤的 耦合部分和所述光纤敏感探头传送至光纤敏感探头与待测液体的接触 面上；所述耦合光纤的另外多个分支部分与所述光学探测器组连接； 所述光纤敏感探头与待测液体的接触面反射的光经所述光纤敏感探头 接收，并经所述耦合光纤的耦合部分和所述耦合光纤的另外多个分支 部分传输至所述光学探测器组；所述光学探测器组与所述光电转电路 连接，将所述光学探测器组接收到的光转换成电信号，实现待测液体 的成分的检测。所述多接收端光纤探针传感器A还包括：不锈钢连接 套管、不锈钢保护套管和不锈钢密封套筒；所述不锈钢连接套管套设 在所述光纤敏感探头和所述耦合光纤的耦合部分的外侧；所述不锈钢 保护套管套设在所述不锈钢连接套管和所述耦合光纤的分支部分的外侧；所述不锈钢密封套筒套设在所述光学探测器组、所述光源和所述 光电转换电路的外侧；所述不锈钢保护套管与所述不锈钢密封套筒通 过紧固件连接。光学探测器组包括多个光电二极管，多个所述光电二 极管与所述耦合光纤的另外多个分支部分分别一一对应的连接。
如图2所示，以光学探测器组包括两个光电二极管(光学探测器) 为例，多接收端光纤探针传感器主要由光纤敏感探头1、耦合光纤4 和5(4为耦合光纤的耦合部分，5为耦合光纤的分支部分)、光源8、 光探测器组6和7(6为第一光探测器，7为第二光探测器)、光电转换电路11、不锈钢密封套筒9、探针内部间隙10、不锈钢保护套管3、 不锈钢连接套管2、紧固件16、光电转换电路供电线12、光电转换电 路第一信号线13、光电转换电路第二信号线14、光电转换电路接地线 15。其中光纤敏感头1、耦合光纤的耦合部分4被封装在不锈钢连接管2内，不锈钢连接套管2和耦合光纤的分支部分5被封装到不锈钢 保护套管3内，光纤敏感探头1直径为600μm～800μm，呈圆锥形， 顶端夹角为25o～350，被封装的光纤敏感探头1顶端部分裸露。光源 8、第一光探测器6、第二光探测器7和光电转换电路11封装在不锈 钢密封套筒9中。其中不锈钢密封套筒9、不锈钢保护套管3使用紧 固件16进行连接。采用不锈钢封装既保护了光纤又增加了产品的机械 强度。
如图3所示，光源8发出的光线经由耦合光纤4和5(4为耦合光 纤耦合部分，5为耦合光纤分支部分)传输至光纤敏感探头1并与被 测介质接触，反射光线在经由耦合光纤4和5(4为耦合光纤耦合部分， 5为耦合光纤分支部分)被第一光探测器6和第二光探测器7接收。
所述光电转换电路包括第一激励电阻、多个第二激励电阻、多个 保护电阻和电源；所述光源与所述第一激励电阻串联在所述电源的正 极和负极之间；多个所述第二激励电阻分别与多个所述光电二极管一 一对应的串联在所述电源的正极和负极之间；多个所述保护电阻的一 端分别连接至多个所述第二激励电阻与多个所述光电二极管公共点；
多个所述保护电阻的另一端分别与多个信号线连接；
多个所述保护电阻的另一端分别与多个信号线连接。
如图4所示，以两个所述第二激励电阻，连个所述保护电阻为例， 光电转换电路的电源正极12、光源8、第一激励电阻25和电源地线 15构成发光回路；光光电转换电路的电源正极12、第一光探测器6、 第二激励电阻24、电源地线15构成第一光接收回路；光电转换电路 的电源正极12、第二光探测器7、第二激励电阻26、地线地线15构 成第二光接收回路；保护电阻23和保护电阻27分别是第一信号线13 和第二信号线14的保护电阻。
所述耦合光纤包括L*n根石英光纤，所述耦合光纤的耦合部分由 L*n根所述石英光纤呈集束型耦合；所述耦合光纤的分支部分分别由根所述石英光纤分组耦合，得到L个分支部分，L个所述分支部 分中1个分支部分与所述光源连接，另外的L-1个所述分支部分与所 述光学探测器组连接。
如图5所示，以包括三个分支部分的耦合光纤为例，耦合光纤4和5(4 为耦合光纤耦合部分，5为耦合光纤分支部分)采用27根石英光纤制作成光 纤束；光纤束的轴切面分布结构如图5中的a图所示，其中外层1号光纤17、 外层2号光纤22所在层的15根石英光纤与第一光探测器6连接，中间层1 号光纤18、中间层2号光纤21所在层的9根石英光纤与第二光探测器7连 接，还有内层1号光纤19、内层2号光纤20所在层的3根石英光纤与光源8连接。光纤的横截面分布结构如图5中的b图所示，横截面总共划分为内 层、中层、外层3层，其中内层1号光纤19、内层2号光纤20所在层的石 英光纤处于横截面中心位置，中间层1号光纤18、中间层2号光纤21所在 层的9根石英光纤处于横截面中间层，外层1号光纤17、外层2号光纤22所在层的15根石英光纤处于横截面的最外层。
如图6所示，本发明还提供一种石油生产测井中油气水多相流体 分相含率测量方法，其特征在于，所述测量方法包括如下步骤：
S01,采用多接收端光纤探针传感器获取不同流量和含水率下的不 同垂直上升管内的多端电压信号，并根据获取的条件进行分类存储， 得到训练集。
其中为满足实际油田中气含量较少的情况，本实验室油气水多相 流体环境搭建过程中，实验室用油为柴油，水为自来水，气体使用无 油压缩空气机产生，在油气水多相流体(水流量为2.3m3/h，气流量为 0.04m3/h，油流量为1.36m3/h)中，本发明一种多接收端光纤探针传感 器的多端电压信号(q＝2)是通过图7所述的多通道采集***进行数据 采集的。
如图7所示多通道采集***主要有多接收端光纤探针传感器、5V 直流电源、多通道信号采集***和PC机。测试时将多接收端光纤探 针传感器置于垂直上升玻璃管道中；油管、水管、气管与玻璃管道连 接，用于模拟油气水多相流体中油相、气相、水相不同比例的情况； 多接收端光纤探针传感器供电线与5V直流电源连接，为传感器供电； 将传感器的2根信号线与多通道信号采集***相连，传感器地线与电 源负极连接；多通道信号采集***经由USB数据线与PC机连接，PC 机中安装相应的软件，对***功能进行并存储数据。
S02-S03,对所述训练集中的训练样本进行特征提取和归一化处 理，得到训练样本的综合特征参数。
分别获取多接收端光纤探针传感器检测的一个训练样本的多个电 压信号的电压值、均值、差值、标准差、差分和离散度，得到所述训 练样本的特征参数。
所述数据处理方法对多端电压信号进行传感器特征提取，即第一 探测器特征(Detector1)、第二探测器特征(Detector2)、均值特征 (Detectormean)、差值特征(Detectordiv)、差分特征(Detectormean)、离散度特征 (SDetector)提取的m(m＝6)个特征量的方法如下：
Detector1＝1号探测器输出的电压值 (1)
Detector2＝2号探测器输出的电压值 (2)
Detectormean＝(Detector1+Detector2)/2 (3)
Detectordiv＝Detector1-Detector2 (4)
Detectormean＝(Detector1-Detector2)/(Detector1+Detector2) (5)
对所述特征参数进行归一化处理，得到所述训练样本的综合特征 参数。
分别对传感器特征量进行Z-score归一化，再分别采用主成分分析 (PCA)技术提取主成分，降低数据之间的数据冗余，得到2个综合特 征参数；归一化方法定义为：
上式中，xij表示在油气水多相流体中第i个传感器特征量第j个元 素的特征值，min(xi)表示第i个传感器特征的最小值，max(xi)表示第i个 传感器特征的最大值，表示在油气水多相流体中第i个传感器特征 量第j个元素归一化后的特征值；PCA技术是分析多个变量间相关性 的一种多元统计方法,通过正交变换将多个可能相关的变量变换成少数几个线性不相关的综合指标,称之为主成分,在所有正交变换线性组 合中选取方差贡献率最高的综合指标作为第一主成分,后续的每个主 成分都将是剩余线性组合中方差贡献率最高的综合指标,且与前面的 主成分正交。
S04,建立综合特征参数到油气水多相流体的聚类网络模型；根据 所述训练集中每个训练样本的综合特征参数对所述聚类网络模型进行 训练，得到训练后的聚类网络模型。
利用自组织竞争神经网络(SOM)的方法，建立综合特征参数到垂 直上升管内油气水多相流体的聚类网络模型，称之为SOM模型，对 训练集进行聚类操作，并获取聚类中心点,其中聚类个数、聚类中心点 数均为3。
其中SOM模型为2*3的神经网络模型，2表示输入样本的列数， 3表示模型训练后的类别数，输入样本可表示为p＝(R(1),R(2))，R(1)为输 入样本的第一列综合特征参数，R(2)为输入样本的第二列综合特征参 数，样本数无限制；模型聚类是依靠竞争学习的思想，对获胜神经元 的权值进行调整加强其竞争性，其余神经元不做处理。
分别根据只通入油气水其中每一相时获取的多端电压信号的综合 特征参数，按照权值调整规则运算后获得3类初始聚类中心点分别是 Y1(L),Y2(L),Y3(L)，设置聚类个数为3，聚类判别方法为欧式距离判别法， 依据聚类的油相点数(Os)、气相点数(Gs)、水相点数(Ws)分别与总点数 (OGWs)进行相含率估计运算,即含油率为Os/(OGWs)，含气率为 Gs/(OGWs)，含水率为Ws/(OGWs)，训练的具体步骤为：
(1)K-means聚类算法初始化，导入综合特征参数样本数据 GWO＝(X(1),X(2),···,X(n))T，并确定初始聚类中心Y1(L),Y2(L),Y3(L)和聚类个 数K＝3；
(2)确定分类规则对综合特征参数样本数据进行聚类。分类规则 如下：
||X(p)-Yj(L)||＜||X(p)-Yi(L)||i＝1,2,3；i≠j (8)
其中X(p)表示样本数据中的第p个样本，Sj(L)表示第L次划分时 类别j的全体，Jj表示类中任意成员到新的类簇中心的距离和，Yj(L+1) 表示新的聚类中心，Nj表示属于样本Sj(L)的样本数量。依据所述分类 规则进行聚类运算，按照公式(8)将样本数据X(p)归于欧式距离最小 的一类,若公式(8)满足，样本数据X(p)归于第j类，则第j类的新的 聚类中心如式(3)所示，类中任意成员到新的类簇中心的距离和如式 (2)所示；
(3)收敛度判断，设置迭代停止阈值σ和迭代次数F进行限定。满 足限定标准后停止聚类运算；
(4)相含率估计，即含油率为Os/(OGWs)，含气率为Gs/(OGWs)， 含水率为Ws/(OGWs)；
判断含油率Os/(OGWs)，含气率Gs/(OGWs)，含水率Ws/(OGWs)与训 练样本的实际的含油率Os/(OGWs)，含气率Gs/(OGWs)，含水率 Ws/(OGWs)的差值是否小于预设阈值；当满足条件时，输出训练后的聚 类网络模型，若不满足条件，则将新的聚类中心作为初始的聚类中心， 返回步骤(2)继续训练。
S05,采用多接收端光纤探针传感器获取待测石油生产测井的多端 电压信号，并进行特征提取和归一化处理，得到待测的综合特征参数； 根据所述待测的综合特征参数，利用所述训练后的聚类网络模型，获 取待测石油生产测井中油气水多相流体分相含率。
采用K-means聚类方法对油气水多相流体综合特征数据进行聚类 估计，参照图8、图9，在油气水多相流体(水流量为2.3m3/h，气流量 为0.04m3/h，油流量为1.36m3/h)中，本发明一种多接收端光纤探针传 感器输出信号幅度呈现不规则高低电平变化。其中，传感器接触气相 时1号探测器输出电压幅值稳定在2.8116V左右，2号探测器输出电 压幅值稳定在2.6922V左右；当传感器接触水相时1号探测器输出电 压幅值稳定在0.9785V左右，2号探测器输出电压幅值稳定在0.924V 左右；当传感器接触油相时1号探测器输出电压幅值稳定在0.395V左 右，2号探测器输出电压幅值稳定在0.372V左右。利用基于多特征的 分相含率估计方法对其进行分相含率测量。
参照图10，在油气水多相流体(水流量为2.3m3/h，气流量为 0.04m3/h，油流量为1.36m3/h)中的测量结果可以看出，本发明的相含 率含气率误差、含水率误差、含油率误差均在5％以内，本发明油井井 下多接收端光纤探针传感器及方法可以实现油气水多相流体分相含率 的测量，解决了传统光纤测量参数的缺陷，在油井井下的狭小空间内 对油气水多相流体的分相含率进行实时、在线测量。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说 明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互 相参见即可。对于实施例公开的***而言，由于其与实施例公开的方 法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对发明的原理及实施方式进行了阐述，以 上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，所描 述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基 于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前 提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
Claims (8)
1.一种石油生产测井中油气水多相流体分相含率测量***，其特征在于，所述测量***包括多接收端光纤探针传感器，数据采集***和数据处理分析***；
所述多接收端光纤探针传感器与所述数据采集***连接，用于探测石油生产测井中石油的光反射信号，并将所述光反射信号转换成电信号，传输给所述数据采集***；
所述数据采集***与所述数据处理分析***连接，所述数据采集***用于对所述电信号进行采集和存储，并将所述电信号传输给所述数据处理分析***；
所述数据处理分析***用于对所述电压信号进行特征提取和归一化处理得到综合特征参数，并根据综合特征参数到油气水多相流体的聚类网络模型，获取油井井下油气水多相流体分相含率信息。
2.根据权利要求1所述的石油生产测井中油气水多相流体分相含率测量***，其特征在于，所述多接收端光纤探针传感器包括：
光纤敏感探头、耦合光纤、光学探测器组、光源和光电转换电路；
所述光源与所述耦合光纤的一个分支部分连接；所述耦合光纤的耦合部分与所述光纤敏感探头连接，所述光源发出的光经所述耦合光纤的一个分支部分、所述耦合光纤的耦合部分和所述光纤敏感探头传送至光纤敏感探头与待测液体的接触面上；
所述耦合光纤的另外多个分支部分与所述光学探测器组连接；所述光纤敏感探头与待测液体的接触面反射的光经所述光纤敏感探头接收，并经所述耦合光纤的耦合部分和所述耦合光纤的另外多个分支部分传输至所述光学探测器组；
所述光学探测器组与所述光电转换电路连接，将所述光学探测器组接收到的光转换成电信号，实现待测液体的成分检测。
3.根据权利要求2所述的石油生产测井中油气水多相流体分相含率测量***，其特征在于，所述多接收端光纤探针传感器还包括：不锈钢连接套管、不锈钢保护套管和不锈钢密封套筒；
所述不锈钢连接套管套设在所述光纤敏感探头和所述耦合光纤的耦合部分的外侧；
所述不锈钢保护套管套设在所述不锈钢连接套管和所述耦合光纤的分支部分的外侧；
所述不锈钢密封套筒套设在所述光学探测器组、所述光源和所述光电转换电路的外侧；
所述不锈钢保护套管与所述不锈钢密封套筒通过紧固件连接。
4.根据权利要求2所述的石油生产测井中油气水多相流体分相含率测量***，其特征在于，光学探测器组包括多个光电二极管，多个所述光电二极管与所述耦合光纤的另外多个分支部分分别一一对应的连接。
5.根据权利要求4所述的石油生产测井中油气水多相流体分相含率测量***，其特征在于，所述光电转换电路包括第一激励电阻、多个第二激励电阻、多个保护电阻和电源；
所述光源与所述第一激励电阻串联在所述电源的正极和负极之间；
多个所述第二激励电阻分别与多个所述光电二极管一一对应的串联在所述电源的正极和负极之间；
多个所述保护电阻的一端分别连接至多个所述第二激励电阻与多个所述光电二极管公共点；
多个所述保护电阻的另一端分别与多个信号线连接。
6.根据权利要求2所述的石油生产测井中油气水多相流体分相含率测量***，其特征在于，所述耦合光纤包括L*n根石英光纤，所述耦合光纤的耦合部分由L*n根所述石英光纤呈集束型耦合；所述耦合光纤的分支部分分别由L*n根所述石英光纤分组耦合，得到L个分支部分，L个所述分支部分中1个分支部分与所述光源连接，另外的L-1个所述分支部分与所述光学探测器组连接。
7.一种石油生产测井中油气水多相流体分相含率测量方法，其特征在于，所述测量方法包括如下步骤：
采用多接收端光纤探针传感器获取不同流量和含水率下的不同垂直上升管内的多端电压信号，并根据获取的条件进行分类存储，得到训练集；
对所述训练集中的训练样本进行特征提取和归一化处理，得到训练样本的综合特征参数；
建立综合特征参数到油气水多相流体的聚类网络模型；
根据所述训练集中每个训练样本的综合特征参数对所述聚类网络模型进行训练，得到训练后的聚类网络模型；
采用多接收端光纤探针传感器获取待测石油生产测井的多端电压信号，并进行特征提取和归一化处理，得到待测的综合特征参数；
根据所述待测的综合特征参数，利用所述训练后的聚类网络模型，获取待测石油生产测井中油气水多相流体分相含率。
8.根据权利要求7所述的石油生产测井中油气水多相流体分相含率测量方法，其特征在于，对所述训练集中的训练样本进行特征提取和归一化处理，得到训练样本的综合特征参数，具体包括：
分别获取多接收端光纤探针传感器检测的一个训练样本的多个电压信号的电压值、均值、差值、标准差、差分和离散度，得到所述训练样本的特征参数；
对所述特征参数进行归一化处理，得到所述训练样本的综合特征参数。
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