基于全相位FFT的油套环空中声速计算方法

仵 杰，王 轲，刘彦萍，高建申

(1. 西安石油大学电子工程学院，陕西西安710065；2. 陕西省油气井测控技术重点实验室，陕西西安710065)

0 引 言

动液面是抽油井在正常生产时，油管和套管环形空间的一个液面。在油气井开采过程中，地层的供液能力制约着产量和综合效率的最大化。动液面不仅是反映地层供液能力的一个重要指标[1]，而且是油田确定合理沉没度的重要依据。在动液面测量中，有两个关键问题：一是声速的准确确定，二是正确识别液面回波位置(通过到达时刻计算)。关于声速的准确确定，目前主要有基于短时平均幅度差函数(Average Magnitude Difference Function, AMDF)计算抽油井套管环隙内声速的方法[2]；人工神经网络方法[3]；基于短时自相关函数(Autocorrelation Function, ACF)的套管环隙内声速计算方法[4-5]。关于液面回波位置的识别，目前主要有低通椭圆滤波器滤波方法[6]，分型模糊控制滤波方法[7]，基于谱减算法的方法[8]。以上方法虽然取得了一定的成果，能较好地对声速进行计算以及对动液面信号进行滤波并辨识其位置。但上述方法都存在一些不可避免的缺点，例如基于AMDF算法计算出的声速并不是很平滑的变化，选取不同的帧对结果影响很大；谱减算法中的过减系数和谱减系数的取值会影响测量结果，如选取不当最终可能导致计算回波位置时产生更大的误差，准确性反而下降。为了更准确地计算出动液面深度，首先需要准确地估算油套环空中的声波速度。针对这一问题，本文在详细分析油气井……