油藏條件下多孔介質中流體相態三維動態探測方法及裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種油藏條件下多孔介質中流體相態三維動態探測方法及裝置，其中方法包括：將超聲波探頭組陣布置于油藏條件下多孔介質中流體相態三維動態探測的物理模型表面；所述超聲波探頭組陣在伺服系統的控制下，沿所述物理模型表面勻速往復運動，進行油藏條件下多孔介質中流體相態的聲學參數探測。本發明專利技術實施例具有指向性好、價格低廉、對人體無害、適合高溫高壓下大尺寸模型等優點，通過對超聲波探頭進行組陣布置，結合信號分析與處理、數字成像和聲時衍射等技術，超聲波探測技術的應用將有助于改善其在油藏物理模擬中的適用性，提高檢測的準確性、實時性、直觀性以及檢測結果的可靠性，推動油藏物理模擬實驗向多孔介質等微觀尺度發展。

【技術實現步驟摘要】
油藏條件下多孔介質中流體相態三維動態探測方法及裝置
本專利技術涉及石油工業油藏物理模擬
，尤其涉及油藏條件下多孔介質中流體相態三維動態探測方法及裝置。
技術介紹
超聲波技術具有無輻射、經濟實用、適合高溫高壓條件下大尺寸模型探測等優點，目前在無損檢測等領域應用。由于聲波能夠穿透多孔介質等不透光的物體，因此利用聲波可以獲得這些物體內部結構或流體飽和程度等聲學信息，進而將該聲學信息反演或重建為人眼可見的圖像，從而獲得多孔介質內物體或模型的內部結構或流體飽和程度等的參數信息及其分布規律。通過超聲波技術與油藏物理模擬方法的有機結合，既能夠進行傳統的油藏物理基本參數測定及各種驅替實驗研究，又能將多孔介質內微觀尺度范圍內的模型結構及流體分布進行反演重建，具有較強的實際應用價值。然而，無論是單純的超聲波技術，還是傳統油藏物理模擬技術，二者之間的平衡和匹配問題一直是學術界關注的焦點。實踐也證明，由于油藏物理模擬高溫高壓的技術特點，模型探測需要耐溫承壓的載體，但不同聲阻抗載體的存在勢必增加超聲波穿透的難度，此外，還存在超聲波沿高聲速載體繞射等諸多問題，因此，該技術的推廣和應用受到了嚴重的制約。
技術實現思路
本專利技術實施例提供一種油藏條件下多孔介質中流體相態三維動態探測方法，用以達到探測快速、操作方便、經濟安全、能實現高溫高壓條件下大尺寸模型探測多孔介質中流體相態三維動態探測的目的，該方法包括：將超聲波探頭組陣布置于油藏條件下多孔介質中流體相態三維動態探測的物理模型表面；所述超聲波探頭組陣在伺服系統的控制下，沿所述物理模型表面勻速往復運動，進行油藏條件下多孔介質中流體相態的聲學參數探測，所述流體包括：油、氣和水；還包括：反演重建系統獲得所述超聲波探頭組陣探測的聲學參數，根據所述聲學參數中聲速、衰減或頻率與多孔介質內流體相態參數之間的關系，進行多孔介質內相態參數的反演和重建，重建過程采用射線追蹤算法。一個實施例中，將所述超聲波探頭組陣線性或環繞式布置于所述物理模型表面。一個實施例中，上述方法還包括：根據多孔介質的尺寸、特性、溫度壓力條件和精度要求，確定所述超聲波探頭組陣的頻率、尺寸和數量。一個實施例中，所述超聲波探頭組陣的頻率在20KHz至2MHz的頻率范圍內。一個實施例中，所述超聲波探頭組陣采用一發多收、順序發射的方式，在單位時間內完成所述物理模型表面的聲學參數探測。一個實施例中，上述方法還包括：通過標定實驗，確定所述聲學參數與多孔介質內流體相態參數之間的關系。一個實施例中，根據所述聲學參數與多孔介質內流體相態參數之間的關系，進行多孔介質內相態參數的反演和重建，包括：進行驅替實驗或相態實驗，通過所述聲學參數，利用射線理論、波動理論及圖像處理方法進行多孔介質內相態參數的反演和重建。本專利技術實施例還提供一種油藏條件下多孔介質中流體相態三維動態探測裝置，用以達到探測快速、操作方便、經濟安全、能實現高溫高壓條件下大尺寸模型探測多孔介質中流體相態三維動態探測的目的，該裝置包括：超聲波探頭組陣，布置于油藏條件下多孔介質中流體相態三維動態探測的物理模型表面，用于在伺服系統的控制下，沿所述物理模型表面勻速往復運動，進行油藏條件下多孔介質中流體相態的聲學參數探測，所述流體包括：油、氣和水；伺服系統，與所述超聲波探頭組陣連接，用于控制所述超聲波探頭組陣沿所述物理模型表面勻速往復運動，以進行油藏條件下多孔介質中流體相態的聲學參數探測；還包括：反演重建系統，與所述超聲波探頭組陣連接，用于獲得所述超聲波探頭組陣探測的聲學參數，根據所述聲學參數中聲速、衰減或頻率與多孔介質內流體相態參數之間的關系，進行多孔介質內相態參數的反演和重建，重建過程采用射線追蹤算法。一個實施例中，所述超聲波探頭組陣線性或環繞式布置于所述物理模型表面。一個實施例中，所述超聲波探頭組陣的頻率、尺寸和數量，是根據多孔介質的尺寸、特性、溫度壓力條件和精度要求確定的。一個實施例中，所述超聲波探頭組陣的頻率在20KHz至2MHz的頻率范圍內。本專利技術實施例與射線CT成像技術、核磁共振成像技術等相比，具有指向性好、價格低廉、對人體無害、適合高溫高壓下大尺寸模型等優點。隨著電子技術、計算機技術的發展，通過對超聲波探頭進行組陣布置，結合信號分析與處理、數字成像和聲時衍射等技術，超聲波探測技術的應用將有助于改善其在油藏物理模擬中的適用性，提高檢測的準確性、實時性、直觀性以及檢測結果的可靠性，推動油藏物理模擬實驗向多孔介質等微觀尺度發展，避免了單純研究油、氣、水體系相態關系，忽視多孔介質對其相態特征影響的弊端。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中：圖1為本專利技術實施例中油藏條件下多孔介質中流體相態三維動態探測方法的流程圖；圖2為本專利技術實施例中驅替實驗的示意圖；圖3為本專利技術實施例中油藏條件下多孔介質中流體相態三維動態探測裝置的結構示意圖；圖4為本專利技術實施例中油藏條件下多孔介質中流體相態三維動態探測裝置的具體實例的示意圖。具體實施方式為使本專利技術實施例的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合附圖對本專利技術實施例做進一步詳細說明。在此，本專利技術的示意性實施例及其說明用于解釋本專利技術，但并不作為對本專利技術的限定。為了解決油藏條件下多孔介質中油、氣、水等流體相態三維動態探測的問題，本專利技術實施例提供一種成本低廉、安全實用的利用超聲波技術進行探測的方法。圖1為本專利技術實施例中油藏條件下多孔介質中流體相態三維動態探測方法的流程圖，如圖1所示，本專利技術實施例中油藏條件下多孔介質中流體相態三維動態探測方法可以包括：步驟101、將超聲波探頭組陣布置于油藏條件下多孔介質中流體相態三維動態探測的物理模型表面；步驟102、所述超聲波探頭組陣在伺服系統的控制下，沿所述物理模型表面勻速往復運動，進行油藏條件下多孔介質中流體相態的聲學參數探測。具體實施時，所述油藏條件下多孔介質包括但不限于天然巖心、人造巖心和填砂模型等多孔介質。流體包括但不限于油、氣、水等流體。具體實施時，可以將所述超聲波探頭組陣環繞式布置于所述物理模型表面，也可以將所述超聲波探頭組陣線性布置于所述物理模型表面。具體實施時，可以根據多孔介質的尺寸、特性、溫度壓力條件和精度要求，確定所述超聲波探頭組陣的頻率、尺寸和數量。例如可以確定所述超聲波探頭組陣的頻率在20KHz至2MHz的頻率范圍內。為了更快捷地進行聲學參數探測，所述超聲波探頭組陣可以采用一發多收、順序發射的方式，在單位時間內完成所述物理模型表面的聲學參數探測。例如，可以通過在物理模型表面環繞式布置超聲波探頭組陣，進行一發多收、順序發射，單位時間內完成模型某一截面的探測，同時，探頭組陣在伺服系統的帶動下沿模型表面勻速往復運動，實現油藏條件下多孔介質內油、氣、水體系相態三維動態探測。具體實施時，所述的油藏條件下多孔介質中流體相態三維動態探測方法中，還可以由反演重建系統獲得所述超聲波探頭組陣探測的聲學參數，根據所述聲學參數與多孔介質內流體相態參數之間的關系，進行多孔介質內相態參數的反演本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種油藏條件下多孔介質中流體相態三維動態探測方法，其特征在于，包括：將超聲波探頭組陣布置于油藏條件下多孔介質中流體相態三維動態探測的物理模型表面；所述超聲波探頭組陣在伺服系統的控制下，沿所述物理模型表面勻速往復運動，進行油藏條件下多孔介質中流體相態的聲學參數探測。

【技術特征摘要】
1.一種油藏條件下多孔介質中流體相態三維動態探測方法，其特征在于，包括：將超聲波探頭組陣布置于油藏條件下多孔介質中流體相態三維動態探測的物理模型表面；所述超聲波探頭組陣在伺服系統的控制下，沿所述物理模型表面勻速往復運動，進行油藏條件下多孔介質中流體相態的聲學參數探測，所述流體包括：油、氣和水；還包括：反演重建系統獲得所述超聲波探頭組陣探測的聲學參數，根據所述聲學參數中聲速、衰減或頻率與多孔介質內流體相態參數之間的關系，進行多孔介質內相態參數的反演和重建，重建過程采用射線追蹤算法。2.如權利要求1所述的油藏條件下多孔介質中流體相態三維動態探測方法，其特征在于，將所述超聲波探頭組陣線性或環繞式布置于所述物理模型表面。3.如權利要求1所述的油藏條件下多孔介質中流體相態三維動態探測方法，其特征在于，還包括：根據多孔介質的尺寸、特性、溫度壓力條件和精度要求，確定所述超聲波探頭組陣的頻率、尺寸和數量。4.如權利要求1所述的油藏條件下多孔介質中流體相態三維動態探測方法，其特征在于，所述超聲波探頭組陣的頻率在20KHz至2MHz的頻率范圍內。5.如權利要求1所述的油藏條件下多孔介質中流體相態三維動態探測方法，其特征在于，所述超聲波探頭組陣采用一發多收、順序發射的方式，在單位時間內完成所述物理模型表面的聲學參數探測。6.如權利要求1所述的油藏條件下多孔介質中流體相態三維動態探測方法，其特征在于，還包括：通過標定實驗，確定所述聲學參數與多孔介質內流體相態參數之間的關系。7.如權利要求1所述的油藏條件下多孔介質中流體相態三維動態...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊勝來，陳浩，李芳芳，聶向榮，史樹有，鄭皚皚，石巍，王海洋，蔡福林，錢坤，黃偉，周鋒，朱志強，
申請(專利權)人：中國石油大學北京，
類型：發明
國別省市：