用于操作核磁流量计的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于操作核磁流量计的方法，所述核磁流量计用于确定流动穿过测量管的介质的流量，特别是用于确定具有段塞流的介质的流量，具有测量装置，其中所述测量装置包含RF回路，所述RF回路具有外部电子装置，并且具有至少一个RF线圈，所述至少一个RF线圈设计成用于生成激励介质用的激励信号，和/或用于检测由介质发出的测量信号。
【背景技术】
[0002]核磁流量计被设计来用于确定流动穿过测量管的介质的流量。介质可包含一个相或多个相。在单相介质的情况下，通过确定介质的流动速度来进行流量的确定。确定多相介质的流量包括:除了确定流动速度之外，还确定各相在介质中的份额。
[0003]使用核磁测量方法的前提是，介质或介质的每个相具有原子核，所述原子核具有磁矩。为了区分各个相，另外还需要的是这些相具有不同的弛豫时间。
[0004]从油源吸出的多相介质实质上由两个液相原油和水以及气相天然气构成，其中所有三个相包含具有磁矩的氢原子。
[0005]流动穿过测量管的介质可具有不同的流动特性。这意味着，介质的各个相可不均匀地分布在整个体积单元内。常在从油源吸出的介质中发生的流是段塞流。段塞流具有非常复杂的特性，并且基本上特征在于连续中断的稳流。段塞流可分成交替地出现的两个区域。第一区域的特征在于液体介质的段塞，其中液体介质充填测量管的整个截面。小气泡不均匀地分布在液体介质中。该区域被称为段塞区域。第二区域由以下部分构成:大气泡，其占据测量管截面的主要部分；和液体膜，其充填测量管截面的其余部分。该区域被称为膜区域。两个交替区域的伸展度是任意的和不规则的。
[0006]核磁流量测量的特征在于，在外部电子装置中生成激励介质的激励脉冲，使用RF线圈将激励脉冲馈入介质中，并且被激励介质的响应由RF线圈检测并传输至外部电子装置以用于处理。核磁流量计因此包括至少一个外部电子装置和供介质流动穿过的RF线圈，它们一起形成RF振荡回路(circuit)。这里，流动穿过RF线圈的介质必须被视为RF振荡回路中的附加负载。
[0007]RF回路的频率通过使用所谓的调谐被设定成便于实现共振，即最大可能的信号。
[0008]为了确保外部电子装置与RF线圈之间的最大功率(或电力)传输，线圈的阻抗必须调节至外部电子装置的阻抗。该过程被称作匹配(matching)。不正确或不确切的匹配导致功率不被完全传输，而是被部分地反射。如果功率被反射，则线圈未被提供足够的功率。这导致由RF线圈生成的磁场^不具有预期强度，因此介质的磁化偏离在小于预期值的值。
[0009]不充分的匹配还导致难以检测由样本发射的测量信号。由样本发出的测量信号(其通常非常小)，在不正确“匹配”时“显得”更弱，其导致非常差的信噪比。
[0010]为了确保最佳的测量条件，必须在每次核磁流量测量之前设定调谐和匹配。
[0011]如已经描述的，用于匹配的设定取决于RF线圈的阻抗。由于介质而出现的附加负载在用于RF线圈的阻抗的值中被纳入考量。介质的负载取决于介质的特性。如果具有段塞流特性的介质流动穿过测量管，则RF振荡回路中在段塞区域位于RF线圈中时的附加负载不同于膜区域位于线圈中时的。
[0012]因此，必须对于每个区域修正用于匹配的设定，这在实际上是不可能的或非常复杂的。
[0013]从实践中已经知道使用用于数据评估的复杂数据分析算法，其能够区分两个区域。然而，这些算法是非常复杂的，因此数据评估是耗时的，而且是易犯错的。
【发明内容】
[0014]本发明的目的是提供一种用于操作核磁流量计的方法，其中从现有技术已知的缺点得到最小化，并且数据管理得到简化。
[0015]以上导出和示出的目的最初并且本质上由以下特征实现:对于段塞区(slugzone)域和膜区域(film zone)确定调谐参数和匹配参数；对于段塞区域设定参数，或者对于膜区域设定参数；经过时间t测量反射功率，其中为段塞区域设定的系统中的反射功率(reflected power)对于段塞区域来说低，而对于膜区域来说高，并且其中为膜区域设定的系统中的反射功率对于膜区域来说低，而对于段塞区域来说高；使用反射功率来确定段塞区域和膜区域在RF线圈中的相对停留时间以及段塞区域和膜区域在流动介质中的相对频率；并且将反射功率的值从高值向较低值的跳跃用作用于开始测量的触发事件。
[0016]本发明的方法以特定的方式适于测量具有高盐度的介质，特别是具有大份额的高盐度的盐水的介质。特别地，在具有极高盐度的介质中，发生的负载在RF回路中在高和低液体体积比时在很大程度上发生变化，使得如果要摒弃复杂的数据分析，则对于不同区域的测量来说，使用不同测量模式是不可缺少的。
【具体实施方式】
[0017]为了校准流量计，即为了确定用于每个区域即段塞区域和膜区域的调谐参数和匹配参数，可在校准期间记录描述调谐参数和匹配参数的波动的曲线。然后，可使用该曲线来对于段塞区域以及膜区域确定每个参数的值。
[0018]低值的反射功率意味着用于匹配的参数是良好的，即功率(几乎)完全从外部电子装置传输至RF线圈，然而匹配不良时，反射功率高。如果对于某区域设定了参数，则可使用反射功率来确定，设定了参数的区域或者其它区域是否位于RF线圈中。由此，必须以良好的时间分辨率来测量反射功率，即在各测量之间选择足够小的时间间隔。通过增大测量的时间分辨率，介质中的段塞区域和膜区域的检测精度得以提高。实施反射测量时的RF功率应该选择得足够小，以便避免干扰在RF线圈中发现的介质。然而，应当考虑到的是，相对较长的RF脉冲是必需的，以便允许稳定读取反射功率。
[0019]通过本发明的方法确保的是，测量是以调节成适于介质的特定负载的参数来实施的一取决于RF线圈中发现的介质的区域一即以段塞区域设定(settings)来测量段塞区域，并以膜区域设定来测量膜区域。与现有技术相比，本发明的方法具有优点的是，对于数据分析来说不需要复杂的数据解析算法，其能区分两种流动情形。
[0020]本发明的方法的一特定实施方式的特征在于:通过反射功率从高值向低值的跳跃来触发测量，测量是用于使调谐参数和匹配参数最佳化的测量；从起始参数开始，测量调谐参数范围中以及匹配参数范围中的再一些点，其中测量点的数量基于已知的最小段塞停留时间以及单个调谐测量点和单个匹配测量点所需的时间；在记录测量点之后，再次设定起始参数，并测试反射功率是否仍然具有较低值；并且如果反射功率具有高值，则摒弃一部分记录的测量点或者摒弃所有记录的测量点。
[0021]使用本发明的方法的该实施方式，对于段塞区域以及膜区域来说，能够使调谐设定和匹配设定最佳化。
[0022]本发明的方法的再一优选特定实施方式的特征在于:通过反射功率从高值向低值的跳跃来触发的测量是核磁测量。
[0023]本发明的方法使得有可能使用反射功率的数据，来接受或摒弃来自一个单次核磁测量的各个数据点或测量点。特别地，可摒弃在反射功率跳跃时记录到的核磁测量的数据