[发明专利]一种非植入式稠油油井出砂量监测系统及其方法

说明书

本发明涉及油气井开发工程领域，尤其涉及一种非植入式稠油油井出砂量监测系统，包括出砂信号感受、采集、处理校准装置，所述出砂信号感受装置为非植入式安装的一次仪表和超声流量测量装置，所述出砂信号采集装置为信号采集和放大转换装置，所述出砂信号处理校准装置为基于PC端的信号处理模块。本发明还包括一种上述系统的出砂量监测方法，包括采用两个相同一次仪表安装在相邻的下弯管管路外壁，采用冲击信号提取、特征出砂频段滤波、互相关流速计算与超声流速测量对比等方法对含砂原油信号中的油流信号降噪、出砂信号提取。本发明的上述系统及方法施工简单、便于安装和维修、成本低、效率高，可以针对稠油油井出砂量进行实时监测。

技术领域

本发明涉及油气井开发工程领域，尤其涉及一种非植入式稠油油井出砂量监测系统。

背景技术

稠油开采已成为石油生产中的重要部分。在稠油开采过程中一般采取出砂冷采技术，该方法可以大幅提高油井产量，同时也伴随产生一些问题。过度出砂会造成油井生产设备的损坏，同时增加地面维修困难，过度防砂则会严重影响油井产量。为了解决该问题，油井生产采用适度出砂的生产方式，该方式将出砂量限定在可控范围内，以达到降低原油开采成本提高油井产能的目的。为实现适度出砂的生产方式，需要实时监测油井的出砂状况，即需要一种稠油油井出砂量监测方法对生产过程中的出砂状况进行实时监测，及时的指导油井生产，协助调整生产参数，提高油井产能。

根据出砂监测方式可以分为植入式出砂监测方法和非植入式出砂监测方法。植入式方法将出砂监测探头植入管道内，原油携带的砂砾会不断冲击探头，通过获取并处理探头感受的信号即可得到出砂信息。专利名称为“一种油气井出砂量监测系统及监测方法”的专利公开了一种植入式的出砂监测方法，植入式监测方法需要改变生产管路原油流向，导致现场安装和维护困难。为便于现场安装和维修往往采用非植入式监测方法，即将出砂监测探头安装在输油管路的外管壁上，原油携带的砂砾会冲击内管壁，通过获取并处理探头感受的信号即可得到出砂量信息。该方法特别适用于现场生产环境复杂的油田。但是非植入式出砂探头接收到的一次出砂信号较弱，特别是针对粘度相对较高的稠油，这些信号容易淹没在较强的油流冲击管壁产生的信号中，因此一种适用于稠油油井出砂量的监测方法显得尤为重要。

本发明采用非植入式的稠油油井出砂量监测方法对原油生产过程中伴随产生的砂量进行监测。该方法是采用非植入式监测方式对稠油油井出砂量监测，监测系统包括一次仪表、信号采集放大装置、超声流速测量装置、基于PC端的信号处理单元。监测方法采用冲击信号提取、特征砂频段滤波、互相关流速计算与超声流速测量对比等方法对含砂原油信号中的油流信号降噪、出砂信号提取。这种针对非植入式的海上稠油油井出砂监测系统和方法目前尚未见报道。

综上所述，在油气井开发工程领域亟需提供一种施工简单、便于安装和维修、成本低、效率高、可以针对稠油油井出砂量进行实时监测的一种非植入式稠油油井出砂量检测系统及其方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何克服现有技术的不足，提供一种施工简单、便于安装和维修、成本低、效率高、可以针对稠油油井出砂量进行实时监测的一种非植入式稠油油井出砂量检测系统及其方法。

本发明为实现上述目的采用的技术方案是：一种非植入式稠油油井出砂量监测系统，其包括：

出砂信号感受装置，包括非植入式安装的信号感受一次仪表及基于多普勒原理的超声测速装置；

出砂信号采集装置，包括出砂信号采集和放大转换装置；

出砂信号处理校准装置，包括基于PC端的信号处理模块。

进一步地，所述信号感受一次仪表采用振动传感器；其安装位置为距弯头出口1-2倍管径处。

进一步地，所述信号感受一次仪表的安装方式为非植入式安装，即将两只振动传感器分别安装在两个相邻下弯管处的外壁上。