[发明专利]毛细管测压电泵井在线流量实时计量系统与方法

摘要

本发明属于石油开采领域，涉及一种毛细管测压电泵井在线流量实时计量的系统和方法。流量实时计量系统包括潜油泵、潜油电机、稳压筒、控制柜、地面数据采集与分析系统、井口套压测量装置、井口油压测量装置、井口温度测量装置、毛细管测压系统地面装置；控制柜通过电缆向潜油电机供电；稳压筒连接在潜油电机下端一定距离处，并通过毛细管与毛细管测压系统地面装置相连；地面数据采集与分析系统采集、保存井口油压、套压、温度和稳压筒处液柱压力以及地面电流和电压，实时计算、显示电泵井流量。本发明仅需要安装井下毛细管单点测压装置和井口压力温度测量装置，结合功率平衡法和井筒多相流计算方法，实现电泵井在线流量实时计量。

主权项

1.一种基于井下毛细管单点测压数据的电泵井在线流量实时计量系统，包括：潜油泵、气体分离器、保护器、潜油电机、稳压筒连接件、稳压筒、控制柜、地面数据采集与分析系统、毛细管、井口套压测量装置、井口油压测量装置、井口温度测量装置、毛细管测压系统地面装置；其特征在于：潜油泵连接在油管底端，潜油泵位于套管内并下入液面以下一定深度处；潜油泵下部连接气体分离器，气体分离器下部连接保护器，保护器下部连接潜油电机，潜油泵、气体分离器、保护器和潜油电机组成电泵井下机组系统；所述的稳压筒通过稳压筒连接件连接在潜油电机下端一定距离处，以测量该深度处的井内液柱压力；所述的潜油电机与控制柜通过电缆相连，由控制柜为潜油电机供电；稳压筒通过毛细管与毛细管测压系统地面装置相连；毛细管测压系统地面装置通过井下毛细管压力数据线与地面数据采集与分析系统相连；所述的毛细管测压系统地面装置通过毛细管采集稳压筒处井内液柱压力值，并将该井内液柱压力值通过井下毛细管压力数据线传递给地面数据采集与分析系统，实现稳压筒处井内液柱压力的实时采集；井口套压测量装置位于井口采油树装置的套管闸门处，与油管和套管之间的环形空间连通；井口套压测量装置通过井口套压数据线与地面数据采集与分析系统相连，所述的井口套压测量装置测量电泵井井口套压值，通过井口套压数据线将电泵井井口套压值传递给地面数据采集与分析系统，实现井口套压的实时采集；井口油压测量装置位于井口采油树装置的油嘴前与油管连接的位置处；井口油压测量装置通过井口油压数据线与地面数据采集与分析系统相连，所述的井口油压测量装置测量电泵井的井口油压值，通过井口油压数据线将井口油压值传递给地面数据采集与分析系统，实现井口油压的实时采集；井口温度测量装置位于井口采油树装置的油嘴后与外输管线连接的位置处；井口温度测量装置通过井口温度数据线与地面数据采集与分析系统相连，所述的井口温度测量装置测量电泵井的井口温度值，通过井口温度数据线将井口温度值传递给地面数据采集与分析系统，实现井口温度的实时采集；控制柜通过控制柜电流‑电压‑频率采集系统与地面数据采集与分析系统相连，所述的控制柜电流‑电压‑频率采集系统采集控制柜处输出的电流、电压以及电源频率，并将电流、电压和电源频率传递给地面数据采集与分析系统，实现控制柜输出电流、电压以及电源频率的实时采集；所述的控制柜输出电流、电压以及电源频率即是潜油电机的地面输入电流、地面输入电压以及电源频率；所述的地面数据采集与分析系统实时采集井口套压测量装置处井口套压、井口油压测量装置处井口油压、井口温度测量装置处井口温度、稳压筒处井内液柱压力以及潜油电机的地面输入电流、电压和电源频率，并保存在地面数据采集与分析系统内置的存储介质中；所述的地面数据采集与分析系统中预先存储有油井生产基础数据、油井流体物性数据、潜油泵特性数据、潜油电机特性数据和电缆特性数据；所述的地面数据采集与分析系统利用实时采集的井口套压测量装置处井口套压、井口油压测量装置处井口油压、井口温度测量装置处井口温度、稳压筒处井内液柱压力、潜油电机的地面输入电流、潜油电机的地面输入电压和电源频率以及预先存储的油井生产基础数据、油井流体物性数据、潜油泵特性数据、潜油电机特性数据和电缆特性数据，计算该电泵井的实时流量，并在地面数据采集与分析系统的显示屏上以数据表和曲线形式实时显示流量计算结果；所述的油井生产基础数据包括油层压力、油层温度、油层深度、套管外径、套管内径、油管外径、油管内径、电泵型号、电机型号、电缆型号、下泵深度、稳压筒下入深度；所述的油井流体物性参数包括原油饱和压力、原油相对密度、天然气相对密度、水相对密度；所述的实时采集时间为每隔10分钟、30分钟、60分钟、3个小时、6小时或12小时采集一次。