專利名稱：一種油氣開采壓裂作業(yè)的砂比檢測方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種石油與石油天然氣、煤層氣等開采壓裂作業(yè)的砂比檢測方法，屬石油與石油天然氣、煤層氣等鉆采技術領域。
背景技術：
在石油與石油天然氣、煤層氣等采油、采氣作業(yè)過程中，為提高油、氣井采收率，需要通過壓裂作業(yè)來改造低滲透油氣藏和開發(fā)深部油氣藏。壓裂過程是利用高壓流體(壓裂液等)在井底生產層造成裂縫或擴展原始裂紋，再用支撐劑(砂子或其它固體顆粒)充填，以形成高滲透率區(qū)域。通常高壓流體分為前置液和攜砂液，前置液是不帶砂子及其它固體顆粒的流體，用于在井底生產層造成裂縫，攜砂液是帶有砂子及其它固體顆粒的流體，用于裂紋的擴展與充填，高壓流體中砂子及其它固體顆粒的含量(即砂比)是決定壓裂效率和壓裂好壞的主要原因之一，在壓裂過程的不同階段，需要不同的砂比，因此砂比的檢測是保證壓裂作業(yè)質量的重要技術保障。現(xiàn)有技術中砂比的檢測一般有兩種方法第一種方法是在混砂設備的輸出口安裝核子密度計直接檢測流體密度，然后換算成砂比，該方法檢測精度高，但核子密度計不僅本身價格昂貴，而且由于使用放射性材料，一者影響人身安全與環(huán)境，二者使用成本也極高，專人專職使用、管理，即使報廢也必須永久保管；第二種方法是通過流量計檢測混砂設備的入口流體流量，并通過編碼器或其他傳感器檢測輸砂攪籠的轉速計算輸入的砂子及其它固體顆粒的理論輸入量，再計算出砂比，該方法檢測設備價格便宜，但由于砂子及其它固體顆粒通過輸砂攪籠提升時的實際提升量受轉速與提升量非線性關系、砂子及其它固體顆粒的大小、水份等物理狀態(tài)的差異、儲砂槽的儲砂狀況、攪籠的自身狀態(tài)等因素的影響，導致檢測精度非常低，很難滿足實際使用需要。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于，提供一種檢測方法簡單、檢測精度高、檢測設備安裝方便、使用成本低廉，能克服現(xiàn)有檢測技術不足的石油與石油天然氣、煤層氣等油氣開采壓裂作業(yè)的砂比檢測方法。本發(fā)明是通過如下的技術方案來實現(xiàn)上述目的的
一種油氣開采壓裂作業(yè)的砂比檢測方法，其特征在于它包括如下檢測步驟
第一步將混砂設備入口流體流量計裝入混砂設備流體入口，將混砂設備出口流體流量計裝入混砂設備與壓裂泵設備連接的混砂設備流體出口 ；
第二步將砂比計算系統(tǒng)分別與混砂設備入口流體流量計和混砂設備出口流體流量計連接；
第三步通過混砂設備入口流體流量計和混砂設備出口流體流量計分別檢測混砂設備流體入口的混砂設備入口流體流量LI和混砂設備流體出口的混砂設備出口流體流量L2 ；第四步根據第三步檢測的混砂設備入口流體流量LI和混砂設備出口流體流量L2計算砂比S =(L2 — LI) +L2 ； 為防止混砂設備入口流體流量計和混砂設備出口流體流量計存在檢測誤差，從而引起砂比檢測誤差，在前置液階段，要對混砂設備入口流體流量計和混砂設備出口流體流量計進行即時校準，即時校準時的檢測結果應為L1=L2，以便消除誤差，從而保證在攜砂液階段砂比檢測的高準確性。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比的有益效果在于
該油氣開采壓裂作業(yè)的砂比檢測方法通過在混砂設備流體入口處裝入混砂設備入口流體流量計，在混砂設備與壓裂泵設備連接的混砂設備流體出口處裝入混砂設備出口流體流量計，再根據檢測到的混砂設備入口流體流量和混砂設備出口流體流量計算砂比。既解決了采用核子密度計直接檢測流體密度的現(xiàn)有技術造成的不僅核子密度計價格昂貴、使用成本極高，而且由于使用放射性材料影響人身安全與環(huán)境的問題；又解決了采用流量計檢測混砂設備的入口流體流量和采用編碼器或其他傳感器檢測輸砂攪籠的轉速計算輸入的砂子及其它固體顆粒的理論流量，再計算出砂比，由于砂子及其它固體顆粒通過輸砂攪籠提升時的實際提升量受轉速與提升量非線性關系、砂子及其它固體顆粒的物理狀態(tài)差異、儲砂槽的儲砂狀況、攪籠的自身狀態(tài)等因素的影響，導致輸砂量實際值與理論值差異非常大而造成的檢測精度非常低，很難滿足實際使用需要的問題。該用于石油與石油天然氣、煤層氣等油氣開采壓裂作業(yè)的砂比檢測方法檢測精度高、使用成本低，且不構成對環(huán)境及人身安全的危害。
附圖為一種油氣開采壓裂作業(yè)的砂比檢測方法的流程示意圖。圖中1、混砂設備入口流體流量計,2、混砂設備出口流體流量計,3、砂比計算系統(tǒng)，4、混砂設備流體入口，5、砂子及其它固體顆粒入口，6、高壓流體出口，7、混砂設備流體出口，8、混砂設備，9、壓裂泵設備，10、砂比值輸出口，11、輸砂攪籠。
具體實施例方式石油與石油天然氣、煤層氣等開采壓裂作業(yè)砂比檢測實質是檢測壓裂過程中攜砂液階段砂子及其它固體顆粒在流體中的比值。本發(fā)明檢測方法所采用的檢測裝置包括混砂設備入口流體流量計I，混砂設備出口流體流量計2和砂比計算系統(tǒng)3?；焐霸O備入口流體流量計I用于檢測混砂設備入口流體流量LI，混砂設備出口流體流量計2用于檢測混砂設備出口流體流量L2 ;所述的砂比計算系統(tǒng)3可由單片機系統(tǒng)或其他計算機系統(tǒng)構成，其輸出接口可以是RS232、RS485、CAN總線等串行數字接口，也可以是4-20MA等模擬信號接口，也可以是砂比值數字顯示人機接口。該油氣開采壓裂作業(yè)的砂比檢測方法的具體檢測步驟如下
第一步將混砂設備入口流體流量計I裝入混砂設備流體入口 4，將混砂設備出口流體流量計2裝入混砂設備8與壓裂泵設備9連接的混砂設備流體出口 7。第二步將砂比計算系統(tǒng)3分別與混砂設備入口流體流量計I和混砂設備出口流體流量計2連接。第三步通過混砂設備入口流體流量計I和混砂設備出口流體流量計2分別檢測混砂設備流體入口 4的混砂設備入口流體流量LI和混砂設備流體出口 7的混砂設備出口流體流量L2。第四步根據第三步檢測的混砂設備入口流體流量LI和混砂設備出口流體流量L2 計算出砂比S = (L2 - LI) +L2 ；
在上述過程中為防止混砂設備入口流體流量計I和混砂設備出口流體流量計2存在檢測誤差而引起砂比檢測誤差，在前置液階段，系統(tǒng)自動進行混砂設備入口流體流量計I和混砂設備出口流體流量計2的即時校準，使混砂設備入口流體流量計I和混砂設備出口流體流量計2的檢測結果L1=L2，消除混砂設備入口流體流量計I和混砂設備出口流體流量計2之間的誤差，從而保證系統(tǒng)在攜砂液階段砂比檢測的高準確性。以上所述只是該發(fā)明的具體實施方式
，上述舉例說明不對本發(fā)明的實質內容構成限制，所屬技術領域的普通技術人員在閱讀了本說明書后可以對上述的具體實施方式
和應用范圍做修改或變形，而不背離本發(fā)明的實質和范圍。
權利要求
1.一種油氣開采壓裂作業(yè)的砂比檢測方法，其特征在于它包括如下檢測步驟 第一步將混砂設備入口流體流量計(I)裝入混砂設備流體入口(4)，將混砂設備出口流體流量計(2)裝入混砂設備(8)與壓裂泵設備(9)連接的混砂設備流體出口(7)； 第二步將砂比計算系統(tǒng)(3)分別與混砂設備入口流體流量計(I)和混砂設備出口流體流量計(2 )連接； 第三步通過混砂設備入口流體流量計(I)和混砂設備出口流體流量計(2)分別檢測混砂設備流體入口(4)的混砂設備入口流體流量LI和混砂設備流體出口(7)的混砂設備出口流體流量L2 ； 第四步根據第三步檢測的混砂設備入口流體流量LI和混砂設備出口流體流量L2計算砂比S = (L2 — LI) +L2。
2.根據權利要求1所述的一種油氣開采壓裂作業(yè)的砂比檢測方法，其特征在于在前置液階段，要對混砂設備入口流體流量計和混砂設備出口流體流量計進行即時校準，即時校準時的檢測結果應為L1=L2，以便消除誤差。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種油氣開采壓裂作業(yè)的砂比檢測方法，屬石油天然氣鉆采技術領域。該油氣開采壓裂作業(yè)砂比檢測方法通過在混砂車流體入口處裝入混砂車入口流體流量計，在混砂車與壓裂泵車連接的混砂車流體出口處裝入混砂車出口流體流量計，再根據檢測到的混砂車入口流體流量和混砂車出口流體流量計算砂比。解決了現(xiàn)有技術采用核子密度計直接檢測流體密度要使用放射性材料，既影響人身安全與環(huán)境，又需專人專職使用、管理，使用成本極高；以及采用流量計檢測混砂車入口流體流量和通過檢測輸砂攪籠轉速計算輸入砂子及其它固體顆粒的理論流量再計算砂比檢測精度低的問題。該油氣開采壓裂作業(yè)砂比檢測方法檢測精度高、使用成本低、且不構成環(huán)境及人身安全。
文檔編號G01F5/00GK103063260SQ20121055816
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月20日 優(yōu)先權日2012年12月20日
發(fā)明者李家安, 余旭陽, 喬春 申請人:荊州市元澤石油設備有限公司, 荊州市元達軟件開發(fā)有限公司