[发明专利]用于使用机电谐振器测量流体性质的方法和设备

权利要求书

1.一种用于在地下井中的期望深度处确定井下流体的性质的方法，包括以下步骤：

a.将作为振荡器电路的一部分的机电谐振器暴露于所述期望深度处的未表征的井下流体，所述机电谐振器与所述井下流体接触，并且所述电路被配置为当所述机电谐振器与井下流体相互作用时驱动和检测作为时间的函数的、所述机电谐振器的振荡运动，所述振荡器电路包括：

i.具有输出和输入的放大器；

ii.放大器的输出和输入之间的反馈回路；以及

iii.机电谐振器，其被布置在反馈回路内使得所述机电谐振器的谐振频率限定所述振荡器电路的振荡频率；

b.激活振荡器电路，使得所述机电谐振器在未表征的流体中达到谐振频率；

c.测量所述机电谐振器的振荡的周期；

d.确定未表征的流体中的机电谐振器的能量损耗参数；以及

e.通过参考所述能量损耗参数和所述振荡器电路的周期来计算未表征的流体的至少一个性质，其中通过使用参考电容器和信号减法电路来消除所述机电谐振器的寄生电容。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述机电谐振器几何形状是以下之一：悬臂、音叉、振动线路和振荡板。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述机电谐振器能够被致动为从以下各项选择的至少一个振动模式：面内、面外、扭转、剪裁、枢转和更高阶模式。

4.根据权利要求1所述的方法，其中驱动和感测功能被解耦。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述驱动和感测功能通过依赖从以下各项选择的不同物理效应来解耦：电、磁、机械和光学领域。

6.根据权利要求4所述的方法，其中所述驱动和感测功能通过驱动和感测位置的物理分离来解耦。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述未表征的流体位于井下，并且还包括将所述振荡器电路布置在井下的步骤。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括确定多相流中的每个相的流速的步骤。

9.根据权利要求1所述的方法，其中通过在流体被带到表面之前将所述机电谐振器暴露于井内深度处的流体来确定流体的粘度。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述机电谐振器被容纳在腔室中，并且流体被选择性地吸入所述腔室中，并被化学地或物理地分离和/或制约以执行测量。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述未表征的井下流体能够包括流体、或流体-流体、或固体-流体、或气体-流体系统中的至少一个，并且其中所述未表征的井下流体的相图的性质从粘度和密度变化以及它们对分散相的压力、温度、体积、浓度的依赖性推断出。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述机电谐振器被选择性地涂覆以改变其对所述未表征的流体或化学品的亲和性。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述振荡器电路由能够在井中的多个点处进行测量的钢缆工具来支撑。

14.根据权利要求1所述的方法，其中所述振荡器电路由能够在井中的多个点处进行测量的无线传感器平台来支撑。

15.根据权利要求1所述的方法，还包括确定流体的组成的步骤，其中所述流体是多相流。