[发明专利]一种多层合采油井产量劈分的装置及方法

权利要求书

1.一种多层合采油井产量劈分装置，包括测量仪（3），其特征在于：所述的测量仪（3）通过线缆（2）与地面控制器（1）相连，所述的测量仪（3）外部装有扶正器（4），所述的测量仪（3）内部由信号收发装置（6）、主机（7）、压力传感器（8）、温度传感器（9）、声波发射装置（10）、声波接收装置（11）构成，所述的信号收发装置（6）与主机（7）通过数据线（5）相连，所述的主机（7）与压力传感器（8）、温度传感器（9）、声波发射装置（10）、声波接收装置（11）通过数据线（5）相连。

2.根据权利要求1所述的一种多层合采油井产量劈分装置，其特征在于：所述的声波发射装置（10），安装在测量仪（3）内部的左上部，可以发射出频率为f的超声波束，并且发射的超声波束方向与测量仪（3）外壳的角度为30°；所述的声波接收装置（11），安装在测量仪（3）内部的左下部，并且可以接收被原油反射后的超声波束。

3.一种多层合采油井产量劈分方法，所述的劈分方法是基于权利要求1-2中任一项所述的一种多层合采油井产量劈分装置实现的，其特征在于，所述的劈分方法包括如下步骤：

S100、准备油藏静态参数，包括原油相对密度、溶解气相对密度、天然气在原油中的溶解度；

S200、确定多层合采井的每个小层防砂滑套（13）位置，通过线缆（2）下放测量仪（3）到各个小层，下放位置为每个小层的防砂滑套（13）上部10cm处，下放测量仪个数与合采层数相同；

S300、根据各个小层测得的温度、压力数据，计算原油体积系数，具体步骤为，

S301、记录每个小层测量仪测得的温度、压力数据；

S302、采用Marhoun方程计算各个小层原油体积系数，所述的方程为，

式中：R_s为原油溶解气油比，单位是m³/m³；r_g为溶解气相对密度，无因次量；r_o是原油相对密度，无因次量；P_i是第i个测量仪测得的压力，单位是MPa；T_i是第i个测量仪测得的温度，单位是K；B_i为第i小层井筒中原油体积系数，单位是m³/m³；

S400、根据多普勒原理计算出原油在油管中的流速，根据原油流速、原油体积系数计算出各个小层原油的实际流量，从而计算出各个小层产量劈分系数，其具体的步骤为，

S401、记录每个小层测量仪测得的声波频率数据；

S402、根据多普勒原理计算流经测量仪（3）的原油流速为：，则其油管内实际流量为：；式中V_i为第i小层测量仪（3）周围的流速，单位为m/s；C为超声波束在原油中的传播速度，单位为m/s；f为每个声波发射装置（10）发射的声波频率，单位是Hz；f_i第i小层测量仪（3）的声波接收装置（11）接收的声波频率，单位是Hz；q_i为第i小层油管内原油流量，单位是m³/d；D_i为第i小层油管内径，单位m；d为测量仪外径，单位是m；

S403、根据每小层原油实际流量，采用劈分公式计算得到第i小层的产量劈分系数，所述的劈分公式为：

。

4.根据权利要求3所述的一种多层合采油井产量劈分方法，其特征在于，所述的温度、压力测量步骤为：地面控制器（1）通电并发出指令后，通过线缆（2）传输到信号收发装置（6），再传输到主机（7），主机（7）控制压力传感器（8）与温度传感器（9）工作，并将测得数据返回主机（7），主机（7）再将温度、压力数据通过信号收发装置（6）、线缆（2）传回地面控制器（1）。

5.根据权利要求3所述的一种多层合采油井产量劈分方法，其特征在于，所述的超声波频率测量步骤为：地面控制器（1）通电并发出指令后，通过线缆（2）传输到信号收发装置（6），再传输到主机（7），主机（7）控制声波发射装置（10）、声波接收装置（11）工作，并将测得数据返回主机（7），主机（7）再将测得的超声波频率通过信号收发装置（6）、线缆（2）传回地面控制器（1）。