东北石油大学三亚海洋油气研究院丛至诚获国家专利权
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龙图腾网获悉东北石油大学三亚海洋油气研究院申请的专利一种基于分布式光纤温度传感FK滤波数据的生产井动液面识别方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN121479288B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-20发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202610020826.7,技术领域涉及:G06F18/2131;该发明授权一种基于分布式光纤温度传感FK滤波数据的生产井动液面识别方法是由丛至诚;邵克勇;姜春雷;董宏丽;刘源;潘航设计研发完成,并于2026-01-08向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于分布式光纤温度传感FK滤波数据的生产井动液面识别方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种基于分布式光纤温度传感FK滤波数据的生产井动液面识别方法,该方法首先通过分布式光纤温度传感系统采集全井筒连续温度数据,形成时间‑深度二维温度场;接着利用FK滤波技术对温度数据进行频域分析,通过设计方向性滤波掩模分离液面扰动信号与背景温度场,重构获得增强的液面特征温度场;最后本发明提出局部滤波数据方差界面识别算法,通过在增强温度场上设置滑动时间窗口,计算各深度点的局部方差分布并设置统计阈值,实现界面位置的自动检测。本发明实现了从数据采集、信号增强到智能识别的全流程自动化处理,显著提高了动液面识别的精度与工况适应性,为油井生产优化与故障预警提供了可靠依据。
本发明授权一种基于分布式光纤温度传感FK滤波数据的生产井动液面识别方法在权利要求书中公布了:1.一种基于分布式光纤温度传感FK滤波数据的生产井动液面识别方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤: 步骤1、通过部署在目标井套管环空内的分布式光纤测温系统,采集全井筒分布式光纤温度数据,包括温度、时间与深度信息,构建时间-深度二维温度场; 步骤2、对温度场进行预处理,包括深度校正、异常值剔除与边界扩展;随后对扩展后的数据施加Tukey窗,以减小后续二维傅里叶变换时因数据截断引起的频谱泄漏与边界效应并且抑制傅里叶变换过程中出现的边缘伪影和星状伪影; 步骤3、对预处理后的温度场进行二维傅里叶变换,得到频率-波数谱; 步骤4、基于气-液界面热力学模型,分析所述频率-波数谱的能量分布特征,识别与液面传播相关的倾斜能量带,并据此构造方向性滤波掩模;具体过程如下: 考虑井筒轴向即z方向一维能量守恒方程,综合热传导、对流、压缩功及边界换热效应,得到温度场的控制方程: 1; 其中,为流体密度,为定压比热容;为流速;为温度场对时间的偏导数;为温度场对空间深度z的偏导数;为温度对空间坐标的二阶偏导数;表示压力变化引起的热力学温度变化,包含焦耳-汤姆逊效应,其中为流体的比焓,单位质量的焓值;为压强,为时间,为恒定温度下,压强变化单位值时焓的变化率,,表示压力随时间的变化,为流体微团运动到不同压力区域引起的变化;为热导率;为粘性耗散热源;为井壁与地层换热折算的体源项; 现在将总温度场分解为平滑背景项与液面引起的局部扰动项: 2; 其中:满足缓变源项下的方程;主要由气-液界面附近的局部热源引起;界面位于,其移动速度,其中为液面轨迹的导数;界面处的物性突变、潜热释放及局部压降导致的JT效应可等效为窄核移动热源: 3; 其中为时变强度,为特征宽度σ的空间核函数,表征界面附近热异常的空间分布; 将分解项带入温度场控制方程,并扣除背景项满足的方程,得到扰动项的主导方程: 4; 为分析其频-波特征,在观测窗口内流速v近似为常数,并对上式4进行二维傅里叶变换: 5; 其中:为热扩散系统数对应的谱阻尼项;为等效换热系数引入的衰减;表示二维傅里叶变换,其中为的傅里叶变换,为的傅里叶变换;为角频率;为波数; 对窄核移动热源进行变换: 6; 其中,为空间核函数的傅里叶变换;为时间因子,表示随时间振荡;为空间因子,表示随位置振荡;dt为连续时间变量的微分元; 若观测时段内液面匀速移动,即,其中表示液面在参考时间的初始位置;则上式6积分产生共振条件: 7; 此时在频-波域的能量集中沿过原点的直线分布,斜率即为液面速度;热扩散项与等效换热系数引入的衰减项会使该能量带在高波数处展宽或衰减,但不改变其主导的线性方向特征; 步骤5、将所述方向性滤波掩模作用于频率-波数谱,保留液面扰动对应的谱分量,并对滤波后的谱进行二维逆傅里叶变换,重构获得增强的液面特征温度场;最后裁剪去除扩展边界,获得与原始数据时空对齐的重构结果; 步骤6、在液面特征温度场上进行滑动窗口局部方差计算,识别液面候选位置; 步骤7、基于识别结果提取动液面演化轨迹,完成液面动态监测。
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