CN116412863A - 多相流量计量***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种多相流量计量***及方法,属于试油试气技术领域。所述***包括:磁共振多相流量计和对应配置的管汇***;所述管汇***包括多个控制阀门和连接管道,用于控制对应流体过流所述磁共振多相流量计;所述磁共振多相流量计包括沿所述磁共振多相流量计轴向间隔分布的多个磁体结构,用于对所述流体进行磁化;所述磁共振多相流量计还包括两个沿所述磁共振多相流量计轴向间隔分布的测量天线,用于进行磁化后流体的相态检测。本发明方案实现了利用磁共振多相流量计进行多相流量计量的方法,提高了试油试气中多相流量计量的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及试油试气技术领域,具体地涉及一种多相流量计量***及一种多相流量计量方法。
背景技术
试油试气是探明工业性油气流,查明油气藏特性,验证储层认识及解释正确性,评价油藏开发价值,确定开采工作制度的重要工艺,同时也是对含油气层位进行直接测试的首个环节。多相流量计可以取代传统的测试分离器进行勘探试油,可以大大简化勘探试油装备和工艺,减少测试时间,大幅度节省投资,降低操作费用,缩短油田建设周期,以及改善油藏评价和提高油藏管理水平。试油试气是探明工业性油气流,查明油气藏特性,验证储层认识及解释正确性,评价油藏开发价值,确定开采工作制度的重要工艺,同时也是对含油气层位进行直接测试的首个环节。因为流量大、压力高、流体流态及组分复杂是试油试气计量不同于生产计量的最突出特点,针对试油试气计量存在的特性,目前没有利用多相流量进行准确的试油试气计量的实现方法。所以,需要创造一种新的多相流量计量方法。
发明内容
本发明实施方式的目的是提供一种多相流量计量方法及***,以至少解决目前无法准确进行试油试气计量的问题。
为了实现上述目的,本发明第一方面提供一种多相流量计量***,所述多相流量计量***包括:磁共振多相流量计和对应配置的管汇***;所述管汇***包括多个控制阀门和连接管道,用于控制对应流体过流所述磁共振多相流量计;所述磁共振多相流量计包括沿所述磁共振多相流量计轴向间隔分布的多个磁体结构,用于对所述流体进行磁化;所述磁共振多相流量计还包括两个沿所述磁共振多相流量计轴向间隔分布的测量天线,用于进行磁化后流体的相态检测。
可选的,所述管汇***包括:测量干路和测量支路;所述测量干路由以下部件顺次连接形成:第一三通阀门、二通阀门、第二三通阀门和第三三通阀门;所述磁共振多相流量计设置在所述二通阀门与所述第二三通阀门之间;所述测量支路包括:第四三通阀门和限压安全阀门;所述测量支路通过所述第一三通阀门的第三端口、所述第二三通阀门的第三端口和所述第三三通阀门的第三端口并接在所述测量干路上。
可选的,所述第一三通阀门、第二三通阀门、第三三通阀门和第四三通阀门的开合状态由流体的检测状态决定;其中,若检测到流体处于流动状态,则:所述第一三通阀门、第三三通阀门和第四三通阀门处于三通状态;所述第二三通阀门处于水平双通状态;所述二通阀门处于打开状态;所述限压安全阀门处于关闭状态;若检测到流体处于静止状态,则:所述第一三通阀门、第三三通阀门和第四三通阀门处于三通状态;所述第二三通阀门处于连接磁共振多相流量计的出液端关闭、其余两端打开的状态;所述二通阀门处于关闭状态;所述限压安全阀门处于待激发状态;其中,所述限压安全阀门的激发条件为连接管道内的压力大于预设阈值。
可选的,所述磁共振多相流量计轴向的后半段作为探测段,所述磁共振多相流量计轴向的前半段作为极化段;所述多相流量计量***还包括:两个测量天线;两个测量天线均位于所述磁共振多相流量计的探测段。
可选的,所述磁体结构为环形磁体结构或Halbach磁体结构;位于所述磁共振多相流量计的极化段的磁体结构接触连接排布;位于所述磁共振多相流量计的探测段的磁体结构等间距排布。
本发明第二方面提供一种多相流量计量方法,所述方法基于上述的多相流量计量***实现,所述方法包括:根据选定的测量需求,按照对应的测量方法测量流体的相态参数;其中,所述相态参数为目标相态的含量参数或速度参数;通过两个测量天线同时采集流体的反射信号;根据采集到的反射信号和预设设备刻度读取流体的相态参数。
可选的,所述测量方法包括:含水率测量方法、气相测量方法和流速测量方法。
可选的,所述含水率测量方法包括:采集两个测量天线同时发射CPMG脉冲序列的回波串;分别对两个测量天线的回波串进行拟合,获得对应的拟合曲线;分别提取两个拟合曲线预设时刻的幅值;根据两个拟合曲线相同时刻的幅值比值,获得当前流体的含水率和含油率。
可选的,所述预设设备刻度包括:油的含氢指数刻度、天然气的含氢指数刻度、两个测量天线的长度刻度、两个测量天线前端磁体结构的有效区域长度刻度。
可选的,所述方法还包括:构建预设设备刻度,包括构建油的含氢指数和构建天然气的含氢指数刻度;其中,所述构建油的含氢指数,包括:采集流体样本,获取流体样本的含水率和含油率,根据流体样本的含水率和含油率获得流体样本的油的含氢指数刻度;所述构建天然气的含氢指数刻度,包括:测量不同温压下流体样本的含水率和含油率,根据不同温压下流体样本的含水率和含油率获得待测样本的天然气的含氢指数刻度;或分别将磁共振多相流量计注满流体样本和水,在流体为静止状态的情况下分别获得流体样本的测量首幅值和水的测量首幅值,根据二者比值获得天然气的含氢指数刻度。
可选的,所述气相测量方法包括:获取任一测量天线采集的多相流信号首幅值;根据所述多相流信号首幅值和预设的信号首幅值与气相含量比例的转换关系,获得气相含量比例,所述转换关系为:
R气+R液=1
Mmix=R气*M气+R液*M液
M液=R水*M水+R油*M油
=R水*M水+(1-R水)*M水*HI油
其中,Mmix为测得的多相流信号首幅值;R气为气相含量比例;M气为天然气的含氢指数刻度标记的多相流信号首幅值;R液=R水+R油,为液相的含量比例;M液为连接管道内充满当前油水比例液相流体时的信号首幅值;M水为连接管道内充满油时的信号首幅值;HI油为油的含氢指数刻度;根据所述气相含量比例获得标准工况下的气体体积分数,将获得的气体体积分数作为气相测量结果。
可选的,在所述流速测量方法之前,所述方法还包括:进行两个测量天线测量的回波串数据叠加,包括:提取两个测量天线测量的回波串数据;其中,两个测量天线应用的CPMG脉冲序列的脉冲数量和回波间隔相同,相位相差180°将其中一个测量天线的回波串数据全部乘以回波的波数,获得该测量天线的处理后的回波串数据,将该测量天线的处理后的回波串数据与另一个测量天线的回波串数据进行累加,基于累加后的回波串数据进行流体的流速测量。
另一方面,本发明提供一种计算机可读储存介质,该计算机可读存储介质上储存有指令,其在计算机上运行时使得计算机执行上述的多相流量计量方法。
通过上述技术方案,创造了一种新的利用磁共振技术进行流体的相态检测的多相流量计量***,通过预设磁体结构强化流体的磁化效果,然后利用两个间隔分布的测量天线进行同时发射CPMG脉冲序列的回波串,基于回波串进行相态检测,提高了检测精准度。
本发明实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施方式的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施方式,但并不构成对本发明实施方式的限制。在附图中:
图1是本发明一种实施方式提供的多相流量计量***的***结构图;
图2是本发明一种实施方式提供的磁共振多相流量计的结构示意图;
图3是本发明一种实施方式提供的多相流量计量方法的步骤流程图。
附图标记说明
1-磁共振多相流量计;2-第一三通阀门;3-二通阀门;4-第二三通阀门;5-第三三通阀门;6-第四三通阀门;7-限压安全阀门。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
试油试气是探明工业性油气流,查明油气藏特性,验证储层认识及解释正确性,评价油藏开发价值,确定开采工作制度的重要工艺,同时也是对含油气层位进行直接测试的首个环节。多相流量计可以取代传统的测试分离器进行勘探试油,可以大大简化勘探试油装备和工艺,减少测试时间,大幅度节省投资,降低操作费用,缩短油田建设周期,以及改善油藏评价和提高油藏管理水平。试油试气是探明工业性油气流,查明油气藏特性,验证储层认识及解释正确性,评价油藏开发价值,确定开采工作制度的重要工艺,同时也是对含油气层位进行直接测试的首个环节。多相流量计量是伴随试油试气施工从始至终的重要工序,其目的是实时了解试油试气阶段井下多相流流量、组分的变化,从而了解提高采收率(EOR)措施实时效果。现用井口“三相分离罐+单相流量计”的计量方式,装置体积大、投入大、精度低、数据延迟、分离不完全、增产措施影响测量精度等问题突出。针对上述问题,提出将磁共振技术应用于试油试气阶段井下产出多相流的计量及化验,以求实现多相流的实时、高精度、高频率、全量程、绿色计量。
流量大、压力高、流体流态及组分复杂是试油试气计量不同于生产计量的最突出特点,也是多相流量计面临的最大挑战,目前没有可靠技术。
试油试气计量,尤其是试油试气初期管道压力较高(通常达到30MPa以上),流量较大,流型复杂,流体相含率和流速极不稳定,呈瞬时变化的状态,这对多相流量计的高频、快速、准确测量提出了更高的要求。
目前,磁共振多相流量计的应用集中于油气井生产测试阶段,在这一阶段,相含率和流量不会发生瞬时变化,故采用了依靠阀门组的“静态相含率+动态流速”的测量模式,即通过阀门组对生产流体进行采样,在磁共振探头内封闭一段流体,然后进行静态磁共振谱分析,得到相含率;然后再在连续流动的条件下进行总流速的测量,最终得到油、气、水流量。这种“动静切换”的测量模式所存在的问题是相含率测量和流速测量不同步,即相含率是定时采样测量的模式,相含率测量一段时间后进行流速测量,此时流体的相含率可能已经发生了变化(气井比较明显)。这种测量模式用于流体生产较稳定的生产井可以,但不适用于产液不稳定的试油试气工况。此外,试油试气阶段管内压力普遍偏高,且产出液含油固相,频繁开关阀门会造成严重的水锤效应,同时阀门部件也易冲蚀损耗,严重的时候造成危险气体泄露。
针对上述问题,本发明提出试油试气用磁共振多相流量计量方法及装置,使磁共振技术可应用于试油试气这一特殊的应用场景,实现多相流在线计量及分析。其具体利用到了磁共振技术,磁共振(MR)技术作为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,目前已被应用于工业现场进行复杂混相流体在线测量。在这一背景下发展起来的多相流核磁共振流量计首次实现了MR技术在油气计量领域的应用。
图1是本发明一种实施方式提供的多相流量计量***的***结构图。如图1所示,本发明实施方式提供一种多相流量计量***,所述***包括:磁共振多相流量计1和对应配置的管汇***;其中,所述管汇***包括多个控制阀门和连接管道,用于控制对应流体过流所述磁共振多相流量计1;所述磁共振多相流量计1包括沿所述磁共振多相流量计1轴向间距分布的多个磁体结构,用于进行所述流体磁化;所述磁共振多相流量计1还包括两个沿所述磁共振多相流量计1轴向间距分布的测量天线,用于进行所述磁化后流体的相态检测。
优选的,所述管汇***包括:四个三通阀门、一个二通阀门3和一个限压安全阀门7;其中,所述多相流量计量***包括:测量干路和测量支路;其中,所述测量干路的连接顺序依次为第一三通阀门2、二通阀门3、磁共振多相流量计1、第二三通阀门4和第三三通阀门5;所述测量支路包括第四三通阀门6和限压安全阀门7;所述测量支路通过所述第一三通阀门2的第三端口、所述第二三通阀门4的第三端口和所述第三三通阀门5的第三端口并接在所述测量干路上。
在本发明实施例中,传统的磁共振多相流量计1在试油试气测试中,存在阀门失效的风险,可能会导致管道内流体流动不畅甚至堵塞,造成严重泄露事故等问题。需要设计一种支线结构在不影响现场正常生产活动的同时,有效应对由于阀门失效导致的超压问题,提升流量计适用范围,降低安全风险。
优选的,所述管汇***的多个阀门开合状态由流体的检测状态决定;其中,若流体会流动状态,则:第一三通阀门2、第三三通阀门5和第四三通阀门6处于三通状态;第二三通阀门4为水平双通状态;二通阀门3为打开状态;限压安全阀门7为关闭状态;若流体为静止状态,则:第一三通阀门2、第三三通阀门5和第四三通阀门6处于三通状态;第二三通阀门4为磁共振多相流量计1出液端关闭、其余两端打开状态;二通阀门3为关闭状态;限压安全阀门7为待激发状态,其中,其激发条件为管道内的压力大于预设阈值。
在本发明实施例中,优选的,第一三通阀门2、第三三通阀门5和第四三通阀门6为手动阀门;第二三通阀门4为电控阀门;二通阀门3为电控阀门。则本套支线管结构包括三个手动三通阀门,一个三通电动阀门,一个二通电控阀门,一个限压安全阀门7。当***进行流动测量时,三个手动阀门均处于三通状态,电控三通阀门处于水平方向打开状态,二通阀门3处于打开状态。管道内压力低于限压安全阀设定压力,安全阀处于关闭状态;此时流体可流经多相流量计进行流动测量。当***进行静止测量时,三个手动阀门均处于三通状态,电控三通阀门处于竖直、向右方向打开状态,二通阀门3处于关闭状态。管道内压力低于限压安全阀设定压力,安全阀处于关闭状态;此时流量计内流体处于静止状态,流体通过支线管汇流走。
当两个电控阀门出现运转不畅、或动作不同步等情况,管道内压力抖动或升高时,压力高于限压安全阀设定压力,安全阀自动开启,将压力释放到支线管道,使管道内压力控制在安全范围内。
当***进行设备检修时,第三三通阀门5处于竖直、向右方向打开;第四三通阀门6处于水平方向打开;第一三通阀门2处于竖直、向左方向打开;安全阀自动开启;此时流体通过支线管汇流走,可以对多相流量计及阀门等设备进行检修作业。
优选的,如图2,两个测量天线均位于所述磁共振多相流量计1轴向后半段,作为所述磁共振多相流量计1的探测段;所述磁共振多相流量计1的前半段为极化段。
优选的,位于所述极化端的多个磁体结构紧密排布;位于所述探测段的多个磁体结构等间距排布;其中,所述磁体结构为环形磁体结构或Halbach磁体结构。
在本发明实施例中,试油试气阶段流体流速较快,流体流入磁体直至抵达天线的时间较短,即磁化时间短,磁化效率低,导致采集信号幅值低,信噪比低,影响测量精度。因此需要提高流体的磁化效率,这里有两种方法,一个是降低流速,一个是提高静磁场强度。前者可通过增加管道内径实现,但这存在很多工程问题,比如试气时,管道突然变径会使高压气体发生较大的温度变化,影响测量精度,同时更大的管道意味着更大的磁体体积,成本也随之上升;后者需要加装过极化磁体段实现,生产计量用磁共振多相流量计1所采用的过极化磁体段采用多环磁体设计,在现有磁体环的外侧再套一圈小磁体,以提高磁场强度,但这类方法有两个显示问题,一个是导致过极化段磁体体积扩大,探头整体体积扩大,此外过极化磁体段磁体尺寸与探测段不同,需要单独开模加工,成本较高。针对这一问题,本案提出一种全新的过极化磁体方案。即试油试气用磁共振多相流量计1探头采用一种多环磁体结构,每环磁体均相同,通过设定环间间距达到延长流体磁化长度的目的。该结构预极化段磁体环间不留间距,使磁场强度提高,而探测段预留间距。由于所有磁体环完全一致,故加工成本低,后期可调节空间大。磁体环可采用环形磁体或Halbach磁体结构,不影响本案实施。
图3是本发明一种实施方式提供的多相流量计量方法的方法流程图。如图3所示,本发明实施方式提供一种多相流量计量方法,所述方法包括:
步骤S10:根据选定的测量需求,按照对应的测量方法测量流体的相态参数。
具体的,本发明用于试油试气领域,所以主要存在液相和气相两种相态检测,对应不同的检测需求预设有不同的检测方法。最为核心的两种检测需求便是流体的含水量检测和气相测量方法,对应油气藏特性,验证储层认识及解释正确性,评价油藏开发价值,确定开采工作制度。例如,需要在待测液体中进行含水量检测,则对应触发含水量检测按钮。若同时存在两种测量需求,则根据测量需求进行含水量和气相测量逐一检测。
步骤S20:通过两个测量天线同时采集流体的反射信号。
具体的,对应不同额检测需求,执行不同的检测方法。对于含水率测量,首先,两个天线同时发射CPMG脉冲序列并采集回波串,优选的,该步骤所采用的回波间隔尽可能小,优选为200us。每次脉冲获得一个回波,根据脉冲顺序获得各测量天线对应的回波串。然后基于时间顺序,进行两个回波串拟合,获得对应的两条拟合曲线。因为气相信号和固相信号会在极短的时间衰弱完毕,剩下的信号均来自于液相,所以对应采集液相含水率时,需要保证信号均来源于液相,即需要选定预设时间后的幅值作为判断信号。该预设时间需要保证气相信号和固相信号均以衰减玩,所以该信号需要大于1ms。优选的,直接获取1ms处两个拟合曲线的幅值,根据这两个幅值的比值获得含水率和含油率。因为根据核磁共振的原理我们知道,以H核为研究对象时,样品中H质子的含量与信号量成正比,宏观的看,同一种样品,质量越多,信号越强。这是我们做定量研究的基础。实验之前,我们只需要准备一些已知含量的标样,获取其含量与信号量之间的线性关系,当拿到类似的未知样品时,在同样的参数下测得其信号量,利用标线的对应关系准确并且快速获得样品的含量。对应H核的研究规律,我们无法获取油气中的H质子的个数,则待检流体中的水和油的数量便对应可以进行含水量和含油量测算。
而对于气相测量方法,因为其信号衰减很快,所以无法通过含水量测量方法进行测量,所以,需要先进行设备刻度预设。预设设备刻度包括:油的含氢指数刻度、天然气的含氢指数刻度、两个测量天线的长度刻度、两个测量天线前端磁体结构的有效区域长度刻度。基于这些预设的刻度可以作为一个标准规则,基于该标准规则进行气相测量。
其中,进行油的含氢指数刻度预设时,现场采取待检流体样本,然后用同尺寸的现场油样和纯水样品,测量各自的回波串首幅值M(0)油和M(0)水,则根据求得的幅值获得油的含氢指数HI油,其计算公式为:
进行天然气的含氢指数刻预设时,存在多种方法,包括:
1)现场采取待检流体样本,然后用同尺寸的现场油样和纯水样品,测量各自的回波串首幅值M(0)油和M(0)水,与油的含氢指数刻度预设方法相同,获得对应的天然气的含氢指数。因为气体受温压影响很大,所以在预设范围内调整温压参数,然后分别获得各温压条件下的天然气的含氢指数。
2)现场直接刻度;现场施加满管气,阀门切换至静止状态,读取温压数据,测首幅值,同时测量满管水的首幅值,刻度出现有压力下的天然气的含氢指数HI气。
3)现场直接刻度;现场生产井刻度(油气水比例相对固定),阀门切换至静止状态,读取温压数据,测T2谱,找到气峰,正演得到回波串首幅值,结合油田提供的气体含量,推导天然气的含氢指数HI气。
进行两个测量天线的长度刻度预设时,施加已知固定流速的水,在谱仪软件界面设定一个大概的天线长度,优选的,通过CPMG脉冲序列采集的头50ms的回波串衰减速率计算核磁流速,调节设定的天线长度数据,当测量流速和实际流速匹配时,设定的天线长度数据就是实际天线有效长度。
进行两个测量天线前端磁体结构的有效区域长度刻度预设时,施加固定流速的水,采用谱仪的Flow模式分别采集两个天线回波串的首幅值M(t)A和M(t')B;然后关闭阀门,切断阀门电源,再次用Flow模式分别采集两个天线回波串的首幅值M(0)A和M(0)B。利用预设关系求得流体从进入磁体开始磁化后,到流入两个天线所花费的时间,其预设关系为:
M(t)=M(0)*(1-exp(-t/T1水))
然后结合给定流速,就可以计算出两个测量天线前端磁体结构的有效区域长度刻度。
完成刻度预设后,便可以进行含气率测量,首先,因为流体管内除了液相就是天然气,即下式恒成立:
R气+R液=1
其中,R液=R水+R油,为液相的含量比例;R气为气相含量比例。此时,主天线采集到多相流信号首幅值为Mmix,其表达式为:
Mmix=R气*M气+R液*M液
其中,Mmix为测得的多相流信号首幅值;M气为天然气的含氢指数刻度标记的多相流信号首幅值;M液是管内充满当前油水比例液相流体时的信号首幅值。其表达式为:
M液=R水*M水+R油*M油
=R水*M水+(1-R水)*M水*HI油
M水和M油分别是管内充满油和充满时的回波串信号首幅值。根据上述的转换关系,获得气相含量比例。但是,这里得到的气相含量比例是工况下的气体体积分数,还需根据管内温度、压力、气体成分换算为标况下的气体体积分数。
在一个实施例中,所述方法还包括流速测量方法。试油试气阶段流体流量较大,流速较快,且由于流态复杂需要较高的测量频率。而磁共振信号十分微弱(nV级),很容易被电子噪声淹没,所以磁共振测量往往需要重复测量多次信号后累加,以获得更高的信噪比,但是多次累加测试意味着更长的单次测量时间,这显然是矛盾的。因此,本发明提出基于双天线信号单次累加流速测量方法,首先两个测量天线同时发射CPMG脉冲序列并采集回波串;分别对两个测量天线的回波串进行拟合,获得两个拟合曲线;分别提取两个拟合曲线预设时刻的幅值;根据两个拟合曲线相同时刻的幅值比值获得当前流体的含水率和含油率。
步骤S30:根据采集到的反射信号和预设设备刻度读取流体的相态参数。
具体的,根据步骤S20中提到的不同检测需求的检测方法,采集对应需要的检测信号,根据对应的检测信号输出需求的检测结果,实现了通过核磁技术进行试油试气检测的构思。
本发明实施方式还提供一种计算机可读储存介质,该计算机可读存储介质上储存有指令,其在计算机上运行时使得计算机执行上述的多相流量计量方法。
本领域技术人员可以理解实现上述实施方式的方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本发明各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上结合附图详细描述了本发明的可选实施方式,但是,本发明实施方式并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明实施方式的技术构思范围内,可以对本发明实施方式的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明实施方式的保护范围。另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本发明实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明实施方式的思想,其同样应当视为本发明实施方式所公开的内容。
Claims (13)
1.一种多相流量计量***,其特征在于,所述多相流量计量***包括:磁共振多相流量计和对应配置的管汇***;
所述管汇***包括多个控制阀门和连接管道,用于控制对应流体过流所述磁共振多相流量计;
所述磁共振多相流量计包括沿所述磁共振多相流量计轴向间隔分布的多个磁体结构,用于对所述流体进行磁化;
所述磁共振多相流量计还包括两个沿所述磁共振多相流量计轴向间隔分布的测量天线,用于进行磁化后流体的相态检测。
2.根据权利要求1所述的***,其特征在于,所述管汇***包括:测量干路和测量支路;
所述测量干路由以下部件顺次连接形成:第一三通阀门(2)、二通阀门(3)、第二三通阀门(4)和第三三通阀门(5);
所述磁共振多相流量计(1)设置在所述二通阀门(3)与所述第二三通阀门(4)之间;
所述测量支路包括:第四三通阀门(6)和限压安全阀门(7);
所述测量支路通过所述第一三通阀门(2)的第三端口、所述第二三通阀门(4)的第三端口和所述第三三通阀门(5)的第三端口并接在所述测量干路上。
3.根据权利要求1所述的***,其特征在于,所述第一三通阀门(2)、第二三通阀门(4)、第三三通阀门(5)和第四三通阀门(6)的开合状态由流体的检测状态决定;其中,
若检测到流体处于流动状态,则:所述第一三通阀门(2)、第三三通阀门(5)和第四三通阀门(6)处于三通状态;所述第二三通阀门(4)处于水平双通状态;所述二通阀门(3)处于打开状态;所述限压安全阀门(7)处于关闭状态;
若检测到流体处于静止状态,则:所述第一三通阀门(2)、第三三通阀门(5)和第四三通阀门(6)处于三通状态;所述第二三通阀门(4)处于连接磁共振多相流量计(1)的出液端关闭、其余两端打开的状态;
所述二通阀门(3)处于关闭状态;所述限压安全阀门(7)处于待激发状态;其中,所述限压安全阀门(7)的激发条件为连接管道内的压力大于预设阈值。
4.根据权利要求1所述的***,其特征在于,所述磁共振多相流量计(1)轴向的后半段作为探测段,所述磁共振多相流量计(1)轴向的前半段作为极化段;
所述多相流量计量***还包括:两个测量天线;两个测量天线均位于所述磁共振多相流量计(1)的探测段。
5.根据权利要求4所述的***,其特征在于,所述磁体结构为环形磁体结构或Halbach磁体结构;
位于所述磁共振多相流量计(1)的极化段的磁体结构接触连接排布;
位于所述磁共振多相流量计(1)的探测段的磁体结构等间距排布。
6.一种多相流量计量方法,其特征在于,所述方法基于权利要求1-5中任一项权利要求所述的多相流量计量***实现,所述方法包括:
根据选定的测量需求,按照对应的测量方法测量所述流体的相态参数;其中,所述相态参数为目标相态的含量参数或速度参数;
通过两个测量天线同时采集所述流体的反射信号;
根据采集到的反射信号和预设设备刻度读取所述流体的相态参数。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述测量方法包括:
含水率测量方法、气相测量方法和流速测量方法。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述含水率测量方法包括:
采集两个测量天线同时发射CPMG脉冲序列的回波串;
分别对两个测量天线的回波串进行拟合,获得对应的拟合曲线;
分别提取两个拟合曲线预设时刻的幅值;
根据两个拟合曲线相同时刻的幅值比值,获得当前流体的含水率和含油率。
9.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述预设设备刻度包括:
油的含氢指数刻度、天然气的含氢指数刻度、两个测量天线的长度刻度、两个测量天线前端磁体结构的有效区域长度刻度。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
构建预设设备刻度,包括构建油的含氢指数和构建天然气的含氢指数刻度;其中,
所述构建油的含氢指数,包括:
采集流体样本,获取流体样本的含水率和含油率,根据流体样本的含水率和含油率获得流体样本的油的含氢指数刻度;
所述构建天然气的含氢指数刻度,包括:
测量不同温压下流体样本的含水率和含油率,根据不同温压下流体样本的含水率和含油率获得待测样本的天然气的含氢指数刻度;或
分别将磁共振多相流量计(1)注满流体样本和水,在流体为静止状态的情况下分别获得流体样本的测量首幅值和水的测量首幅值,根据二者比值获得天然气的含氢指数刻度。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述气相测量方法包括:
获取任一测量天线采集的多相流信号首幅值;
根据所述多相流信号首幅值和预设的信号首幅值与气相含量比例的转换关系,获得气相含量比例,所述转换关系为:
R气+R液=1
Mmix=R气*M气+R液*M液
M液=R水*M水+R油*M油
=R水*M水+(1-R水)*M水*HI油
其中,Mmix为测得的多相流信号首幅值;
R气为气相含量比例;
M气为天然气的含氢指数刻度标记的多相流信号首幅值;
R液=R水+R油,为液相的含量比例;
M液为连接管道内充满当前油水比例液相流体时的信号首幅值;
M水为连接管道内充满油时的信号首幅值;
HI油为油的含氢指数刻度;
根据所述气相含量比例获得标准工况下的气体体积分数,将获得的气体体积分数作为气相测量结果。
12.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,在执行流速测量方法之前,所述方法还包括:
进行两个测量天线测量的回波串数据叠加,包括:
提取两个测量天线测量的回波串数据;其中,两个测量天线应用的CPMG脉冲序列的脉冲数量和回波间隔相同,相位相差180°;
将其中一个测量天线的回波串数据全部乘以回波的波数,获得该测量天线的处理后的回波串数据,将该测量天线的处理后的回波串数据与另一个测量天线的回波串数据进行累加,基于累加后的回波串数据进行流体的流速测量。
13.一种计算机可读储存介质,该计算机可读存储介质上储存有指令,其在计算机上运行时使得计算机执行权利要求6-12中任一项权利要求所述的多相流量计量方法。
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