井下电子压力计的温度漂移补偿方法和温度漂移补偿系统

摘要

本发明提供了一种电子压力计的温度漂移补偿方法和温度漂移补偿系统。该方法主要应用于井下电子压力计在测量压力时的温度漂移校正。在实际应用中，将该方法写进程序，极大地降低了标定及温度漂移校正的难度，在提高工作效率的同时也提高了压力计的测量精度。

说明书

技术领域

本发明涉及井下电子压力计，具体而言，涉及井下电子压力计的温 度漂移补偿方法和温度漂移补偿系统。

背景技术

油井地层压力数据是一项重要的资料。测量油井地层压力对于油层 的开采规划、了解地层情况十分必要。随着油田开发进入中后期，对压 力测试的精度也更加苛刻。

随着温度变化，电子压力计中的传感器以及电路都存在不同程度的 温度漂移。必须进行温度漂移补偿，才能得到比较精确的井底压力资料。 目前，主要的温度漂移校正方法有一元三点横纵插值方法、横纵向最小 二乘拟合方法等。以上方法中，很多都需要考虑压力计的原始值与预测 量参数的实际值之间的线性关系的好坏来选择温度漂移补偿方法，过程 十分复杂而且繁琐。

此外，对于一般井下电子压力计，传感器所测得的信号经过A/D转 换后输出一个数值，该数值不是压力、温度的实际值。必须经过标定后， 转换为当前的压力、温度值显示出来。

发明内容

本发明提供了一种新的温度漂移补偿方法和温度漂移补偿系统，对 井下电子压力计进行温度补偿，提高了压力测试的精度。为了使压力计 的测压值更加精确，测量仪器内仓的温度，使用芯片测得温度测量值， 经换算后得到仪器内仓的温度。然后应用该温度测量值对压力进行温度 漂移校正。

本发明提供了一种温度漂移补偿方法和温度漂移补偿系统，极大的 提高了井下电子压力计的测压精度。

本发明的温度漂移补偿方法包括以下步骤：获得所述井下电子压力 计的压力测量数据；根据存储在所述井下电子压力计内部的存储器中的 数据表对所述压力测量数据进行温度漂移补偿，从而得到实际压力值； 以及输出实际压力值，其中，所述数据表为不同温度、不同压力点下的 压力测量值的表。

优选地，所述压力测量值是在不同温度T1～Tn中的每个温度下对温 度压力检定仪进行打压而得到的不同温度T1～Tn下实际压力值所对应 的压力测量值。

优选地，进行温度漂移补偿的步骤包括：对同一压力点Px下不同温 度T1～Tn所对应的测量值进行第一处理，得到压力点下压力测量值与温 度的多组对应关系，根据所得的多组对应关系，得到温度范围T1～Tn内 任一温度所对应的不同压力点P1～Pm的测量值；当实测到某一温度时， 提取所得到的该温度下不同压力点P1～Pm的测量值；根据这n个测量 值对实际压力值P1～Pm进行第二处理，得到该温度下不同压力测量值 与实际压力值的对应关系，其中，m和n是大于1的自然数。

优选地，所述第一处理是U次拟合运算，并且所述压力点下压力测 量值与温度的对应关系是该压力点下压力测量值与温度的变化曲线Ln； 所述第二处理是V次拟合运算，并且所述温度下不同压力测量值与实际 压力值的对应关系是包括了该温度下不同压力测量值所对应的实际压力 值的变化曲线Lp，其中，U和V是大于1的自然数。

优选地，U等于5，V等于5。

优选地，m等于7，n等于6。

本发明的温度漂移补偿系统包括彼此可通信地连接的井下电子压力 计和补偿单元，其中，井下电子压力计包括温度传感器，用于感测井下 环境的温度；压力传感器，用于感测井下环境的压力；存储器，其存储 有数据表；通信单元用于将温度传感器感测到的温度、压力传感器感测 到的压力以及存储在存储器中的数据表发送给所述补偿单元；并且所述 补偿单元包括通信单元、处理器和输出单元，其中所述通信单元用于接 收从井下电子压力计的通信单元发送来的各种数据；所述处理器用于根 据存储在所述井下电子压力计的所述存储器中的数据表对所述压力测量 数据进行温度漂移补偿，从而得到实际压力值；所述输出单元用于输出 经过温度漂移补偿的实际压力值；其中，所述数据表为不同温度、不同 压力点下的压力测量值的表。

优选地，所述压力测量值是在不同温度T1～Tn中的每个温度下对温 度压力检定仪进行打压而得到的不同温度T1～Tn下实际压力值所对应 的压力测量值。

优选地，所述处理器对同一压力点Px下不同温度T1～Tn所对应的 测量值进行第一处理，得到压力点下压力测量值与温度的多组对应关系， 根据所得的多组对应关系，得到温度范围T1～Tn内任一温度所对应的不 同压力点P1～Pm的测量值；当实测到某一温度时，提取所得到的该温 度下不同压力点P1～Pm的测量值；根据这n个测量值对实际压力值P1～ Pm进行第二处理，得到该温度下不同压力测量值与实际压力值的对应关 系，其中，m和n是大于1的自然数。

优选地，所述第一处理是U次拟合运算，并且所述压力点下压力测 量值与温度的对应关系是该压力点下压力测量值与温度的变化曲线Ln； 所述第二处理是V次拟合运算，并且所述温度下不同压力测量值与实际 压力值的对应关系是包括了该温度下不同压力测量值所对应的实际压力 值的变化曲线Lp，其中，U和V是大于1的自然数。

因此，本发明提供了一种新的井下电子压力计的温度漂移补偿方法 和温度漂移补偿系统。经应用对比，本方法和系统简化了过去温度漂移 补偿方法的一些不必要的步骤，同时也提高了井下电子压力计的精度。

附图说明：

图1为本发明的温度漂移补偿方法的一个实施方式的流程图。

图2为本发明的温度漂移补偿系统的一个实施方式的框图。

具体实施方式

为了更清晰地说明本发明，下面结合附图给出具体的实施方式。

图1是为本发明的温度漂移补偿方法的一个实施方式的流程图。如 图1所示，本发明的温度漂移补偿方法开始于读数据表CH1（步骤S10）。 数据表CH1为温度、压力数据表，如下表1。需要指出的是，表1中以 六个温度点T1～T6和七个压力点0MPa～60MPa为例进行了说明，但是 本发明的温度漂移补偿方法并不限于这种情况，而是可以针对更多或更 少的温度点、更多或更少的压力点进行同样的处理。在表1中，P11～P76 为在特定的温度与压力下测得的压力值（其具体实例在表2中给出）。该 表存储在压力计芯片中，当接收到来自应用软件的命令时发送给上位机 用于校正。应该理解的是，也可以利用其他方法得到两个参数的对应关 系，例如，一元三点横纵插值方法、横纵向最小二乘拟合方法等。

表1

温度(℃) 0MPa 10MPa 20MPa 30MPa 40MPa 50MPa 60MPa T1 P11 P21 P31 P41 P51 P61 P71 T2 P12 P22 P32 P42 P52 P62 P72 T3 P13 P23 P33 P43 P53 P63 P73 T4 P14 P24 P34 P44 P54 P64 P74 T5 P15 P25 P35 P45 P55 P65 P75 T6 P16 P26 P36 P46 P56 P66 P76

然后，本发明的温度漂移补偿方法拟合得到实际压力值下的测量值 与温度变化的曲线Ln（步骤S11）。图1中的实际压力值下的测量值与温 度对应的曲线Ln为0MPa～60MPa等7个压力点下。此处，对压力测量 值与温度值进行了五次拟合，共得到7条曲线。如下：

0MPa:P1=b10+b11T+b12T2+b13T3+b14T4+b15T5

如上所述，应该理解的是，本发明中涉及的拟合操作不限于5次拟 合，也可以为4次、6次等。

然后，本发明的温度漂移补偿方法读取温度值T（步骤S12）。图1 中所述温度值T为标定范围T1～T6范围内任意一个温度值。

然后，本发明的温度漂移补偿方法根据Ln得到该温度下每个实际压 力值对应的测量值（步骤S13）。图1中所述拟合曲线Lp是根据上述的7 条Ln曲线得来的，具体方法是：根据7条测量值与温度值拟合曲线Ln 可得在温度T下，7个压力点（0～60MPa）所对应的测量值P1～P7。然 后，本发明的温度漂移补偿方法对测量值与实际压力值进行5次拟合， 即得到曲线Lp（步骤S14）。这里还应该理解的是，拟合操作不限于5次 拟合，也可以为4次、6次等。

Lp:Y=a0+a1X+a2X2+a3X3+a4X4+a5X5

其中，Y为实际压力值，X为测量压力值。

然后，将测量压力值代入曲线Lp就可以得到实际压力值P（步骤 S15）。在输出压力值P（S16）之后，判断是否采集完数据（步骤S17）。 如果采集完了（步骤S17为是），则本发明的温度漂移补偿方法结束。如 果没有采集完（步骤S17为否），则转到步骤S12。

表2是执行本发明的温度漂移补偿方法的过程中所获得的数据的例 子。

温度\压力 0 10 20 30 40 50 60 16.1 0.009 10.012 19.985 30.022 40.015 50.013 59.987 41.7 0.011 9.983 19.992 30.015 40.01 50.021 60.014 61.1 0.012 9.992 20.021 29.98 39.985 49.992 60.016 70.9 0.033 10.021 20.024 30.023 39.972 50.023 60.21 81.1 0.04 10.034 20.031 30.037 40.022 50.031 60.032 100.7 0.025 10.015 20.019 30.012 40.016 50.012 59.979 126.1 0.004 10.017 20.025 30.014 40.011 50.013 60.016

表2

另外，在其他实施方式中，还可以使用一元三次横纵插值、横向最 小二乘拟合纵合一元三点插值等操作来得到两个参数的对应关系。

下面参照图2来说明本发明的温度漂移补偿系统。图2为本发明的 温度漂移补偿系统的一个实施方式的框图。该温度漂移补偿系统20包括 井下电子压力计21和补偿单元22。井下电子压力计21和补偿单元22通 过诸如有线、无线等方式彼此连接。

井下电子压力计21包括温度传感器211、压力传感器212、存储器 213和通信单元214。温度传感器211用于感测井下环境的温度。压力传 感器212用于感测井下环境的压力。存储器213存储有如表1所示的温 度压力数据表CH1。通信单元214用于将温度传感器211感测到的温度、 压力传感器212感测到的压力以及存储在存储器213中的温度压力数据 表CH1发送给补偿单元22。

补偿单元22包括通信单元221、处理器222和输出单元223。通信 单元221用于接收从井下电子压力计21的通信单元215发送来的各种数 据，并将经过处理器222处理的数据发送回井下电子压力计21。处理器 222用于执行根据本发明的温度漂移补偿方法。输出单元223用于输出经 过温度漂移补偿的压力值。此处，输出单元223可以是各种类型的输出 装置，例如，显示器、扬声器、打印机等等。此外，输出单元223也可 以设置在井下电子压力计21中。

本领域技术人员应该理解，可以对本发明的温度漂移补偿系统进行 适当的变型。例如，可以将补偿单元22集成在井下电子压力计21内。

尽管针对以上实施方式说明了根据本发明的温度漂移补偿方法和温 度漂移补偿系统，但是应该理解，本发明并不是要限于所公开的具体细 节，而是可以在所附权利要求所限定的本发明的保护范围内进行各种修 改和变型。