原油含水率在线测量技术研究

在油田生产中,原油含水率的在线测量是油田优化生产和实现智能完井的关键技术。本文以研制一种适用于地面的体积小、造价低的原油含水率在线测量仪器为主要研究目的,提出了基于电导测量技术的含水率测量系统的设计方案并在室内对系统进行了模拟试验。试验结果表明系统实现了在线测量含水率的功能,结构设计合理,具有实用价值,为原油含水率在线测量技术的深入研究奠定了基础。     

油井含水在线测量技术的研究进展

本文系统地介绍了当前油井含水率在线检测方法,分析了油井含水率测量的影响因素,综述了其研究进展。为了提高油井含水率测量的准确性和稳定性,总结了近年来出现的基于多传感器融合技术的含水率检测方法,即应用偏最小二乘法(PLS)、神经网络、多维回归分析、支持向量机等方法来构建数据驱动模型。研究表明,结合传统检测方法和多传感器信息融合的原油含水率在线测量技术将是未来油井含水率测量的主要发展方向。     

温度对相位法微波含水率传感器检测精度的影响研究

目前,国内大多数油田已经进入贫油高水阶段,油井采出液中原油水含量日趋增加。以往应用的电容式含水率检测传感器在工作稳定性和精度方面,已无法满足高含水原油的检测需要。采用相位法微波含水率检测传感器检测高含水原油含水率,具有分辨率更高、测量更精确的优点。针对相位法高含水原油含水率微波检测传感器,利用微波传感器的相位作用特性进行试验,研究了温度对相位法微波传感器检测精度的影响。通过对试验结果的处理,拟合出对应变化曲线方程,获得原油含水率与温度的变化规律。利用试验所得规律,可将相位法微波含水率传感器检测精度提高至3%,为提高原油含水率检测精度的研究提供了必要的校正参数和理论依据。     

基于电导法的原油含水率测量改进方法

基于电导法开展原油含水率测量具有硬件结构简单,系统稳定可靠及测量准确等特点。根据Maxwell模型原理,电导法测量原油含水率需要获知纯水相电导率。然而,开展井下实时含水率测量时,纯水相电导率无法直接测得,直接使用预设的纯水相电导率无法真实得出井下原油的实时含水率。鉴于此,本文根据原油的馏分性质,通过测量不同温度下两组油水,混合相的电导率值并进一步推导得出原油含水率表达式,规避纯水相电导率测试问题及预设纯水相电导率不精确问题,实现对现有原油含水率测量方法的改进。基于ARM Cortex M4处理器及多种传感器测量技术开展了实验研究.实验结果表明,当测量含水率大于90％的油水两相流时,误差可在２％以内。当测量纯水相矿化度在7g/L以内的油水两相流时,含水率误差基本不受矿化度影响。实验结果验证了优化方法理论的有效性,具有实际应用的可行性。     

基于ARM的含水率检测装置校准仪设计

在油田生产中,要获得准确的原油含水率在线检测数据,现场的快速校准至关重要。本文根据原油含水率的检测原理及校准方法,设计了基于ARM的含水率检测装置校准仪。校准仪可以通过红外传输的方式对含水率检测装置进行现场快速校准。校准仪主要包括:基于STM32F103的主控模块,红外传输模块、存储及显示模块等。经测试,系统实现了校准功能,达到了设计目的。     

原油含水率测量多因素影响的数值模拟与实验研究

基于介电常数法测量原油含水率,往往受油水两相流态、温度、矿化度、非线性特性等多因素的影响.因此,设计一套基于多传感器的油水两相流实验室模拟系统,利用理论计算结合数值模拟的方法,研究含水率、温度、矿化度、油水介电常数、含水测最传感器输出之间的数学关系及影响规律,对提高测量含水率的精度提供了有力的理论和实验依据.     

水中原油含量在线检测方法研究

油水混合物的原油含量在线准确测量对油井产量估算和油井开发寿命预测至关重要。文章提出了一种基于超声波原理的水中原油含量的在线检测方法,搭建了高精度的实验测量平台,并完成了实验测量。测量系统硬件电路主要包含超声脉冲发射与接收电路;系统软件完成了FPGA触发信号的产生、A/D采样、数据处理以及上位机显示等功能;实验平台包括超声探头、支撑架、固定架和实验器皿等。系统通过采集超声波回波信号并计算发射波和接收波之间的关系得到对应含油量,实验结果表明误差均在2.5%以内。对同一比例油水混合物实验重复性良好;实时改变油水比例,根据实验得到的数据与波形,实现了油水混合物中原油含量的在线实时准确测量。     

矿化度对微波含水率传感器测量精度影响的研究

原油含水率是石油生产中的重要数据,是计量油井产量,评价油藏的开采价值、采出程度及制定开采方案的重要指标。相移法微波含水率检测传感器利用不同的原油和水介电常数来检测含水率。而矿化度对相移法微波含水率检测传感器的精度有直接的影响。针对硫酸锶、碳酸钙、硫酸钡三种矿化度组分,采用单因素试验方法,研究不同矿化度对相移法微波含水率检测传感器测量精度的影响。运用MATLAB分析数据,拟合出相应变化曲线方程,得出矿化度对原油含水率检测精度影响的规律,并对检测结果加以修正,提高了相移法微波含水率检测传感器测量精度。试验结果表明,相移法微波含水率检测传感器测量精度提高至3%,为提高运用微波相移法测量原油含水率精度提供了试验与理论依据。     

基于混合专家网络的智能检测系统

为解决原油含水率测量中存在的问题,提出一种基于多传感器技术的智能检测系统,对原油的水分、温度、水矿化度进行检测,并采用混合专家网络对多传感器信息进行智能融合处理,以提高含水率的检测精度。在提出的混合专家网络中,采用了专家决策、多神经网络集成等先进技术,且专家子网络采用LM算法和最优停止法相结合以确定网络最佳权值,提高模型的泛化能力。仿真结果表明:该混合专家网络模型在原油含水率测量系统中取得很好的应用效果,获得较高的测量精度。     

原油含水率自校准方法研究

原油含水率是评价油井产能的一项重要指标,但其易受矿化度、温度、流体状态、流体速度等参数的影响。针对基于电导法的原油含水率检测模型,通过室内外试验,得出了原油含水率的主要影响因素,建立了基于最小二乘法支持向量机的自校准模型。利用Matlab编写了自校准程序,运用10倍交叉验证的方法确定了最小二乘法支持向量机的优化参数,然后把达到预期拟合效果的自校准程序下载到DSP处理器中运行,实现了在一次仪表中对原油含水率测量结果的自校准。试验结果表明,原油含水率的影响因素与原油含水率之间呈非线性关系,自校准算法消除了主要干扰量对原油含水率的影响,实现了测量结果的自标定。和目前油田计量部门使用的蒸馏法相比,基于最小二乘法支持向量机的原油含水率检测模型不仅可以实现实时测量与校准,且原油含水率的相对误差比采用最小二乘法时有所减小。     

基于电容层析成像技术的两相流可视化测量仪器

针对油水两相流参数测量问题,依据二重积分微元原理建立了油水两相流分布信息的数学模型,采用一种具有抗杂散电容的测量电路和80C32单片机完成了极板间电容的测量和采集系统的控制,组建了一套8电极油水两相流电容层析成像测量系统,系统采用了自适应阈值的图像重建的方法完成了油水两相流的截面图像的重建和油水两相流含水率的计算,其重建精度在1%左右,满足了油水两相流流型识别的要求,为油水两相流参数的可视化测量提供一种新方法.     

基于小波包分析和RBF神经网络的ERT系统流型辨识

两相流体具有复杂性的流动特性,流型的准确辨识是两相流参数准确测量的基础,流型的在线智能辨识成是两相流研究的重点内容之一。以ERT系统和油/水两相流的流型为研究基础,采用小波包分析方法对测量数据进行特征提取,然后以提取后的特征数据作为RBF神经网络的输入,对网络进行建模和仿真。通过实验仿真分析,该方法对流型辨识非常适用,并有效达到流型辨识的目的。     

基于CAV424的油井含水率在线检测

不同含水率的油水混合物其介电常数差异也会很大,根据这一理论,本文设计了过流式的电容传感器,采用专用集成芯片CAV424将电容量转换成电压信号,并进行了高精度的AD采样,提高了测量的准确性。实验结果表明,该系统性能较好、测量精度高、成本低,具有较好的应用价值。     

新型电容式蒸汽湿度传感器结构设计

针对高温高压湿蒸汽的湿度测量难度大、准确度低的难点,根据蒸汽与水的介电常数差异较大的特点,利用电容法测量湿度的原理,设计了一种同轴式圆筒形电容式传感器,可实现蒸汽湿度的在线测量。利用集成定时器NE555芯片,设计了外部测量电路对湿度信号进行测量,测量电路将电容量的变化转换成频率值,通过输出频率来反映蒸汽湿度。经标定后,该传感器既可直接测量气体的湿度,又可测量固体的水分含量。     

一种新型网丝传感器优化设计

基于COMSOL仿真软件,对新型的网丝传感器进行了仿真研究,并针对原油高含水情况下油分相含率检测,优化设计网丝式传感器结构。根据油滴尺寸、网格细分以及重建图像等问题提出了分块多阈值算法。仿真实验表明,基于分块多阈值算法进行图像重建,明显改善图像质量,提高了油分相含量检测精度。     

单波束声学多普勒流速仪垂向在线测流应用研究

通过应用单波束垂向式声学多普勒流速仪(V-ADCP)进行在线流量测验,探索单波速V-ADCP的安装和流速数据处理计算方法。采用转子式流速仪对V-ADCP进行比测,分析V-ADCP采用相对水深某个区间范围内的单元流速计算垂线平均流速的方法,率定符合水文相关规范的V-ADCP测流的单断速关系,并确定单断速关系可生产应用的范围。通过对V-ADCP在线测流的应用,得到精度较高的单断关系,实现流量在线监测,可为进一步推广V-ADCP在线测流的应用进行探索。     

原油含水率测量仪的研究

研究电容测量原油含水率的原理,采用开关电容等变换电路,完成电容到频率的转换,经ＭＣＳ—５１单片机系统处理,在线测量０％～３１％和 ６０％～１００％原油含水率时的精度达到０．５％,含水率在３０％～６０％时的精度达到１％．本文介绍开关电容等变换电路的原理及特点,给出仪器的含水率测量实验结果．     

Applications of computers and mathematical models to the study of neuronal systems nuclear and neuronal pulse spectrometry

Transfer of methods between physics and biophysics based on a formal similarity between nuclear data and random nerve spikes, is shown. The following examples are described: on-line measurement of biophysical signals using the methods of nuclear pulse spectrometry; Monte Carlo model of nerve-muscle junction and comparison with nuclear models, and minicomputers in experiments.     

变压器绝缘纸板微水分测量系统

采用介电法与称重法结合试验的方法对绝缘纸板在线干燥过程进行研究。介绍一种基于AT89S51单片机的便携式纸板微水分实时测量系统,它可用于变压器绝缘纸板中微量水分的介电频谱法测量,能够实现测量系统中不同频率正弦驱动信号的发生以及对电容式传感器反馈的信号进行数据处理及水分值显示的功能,专门设计的电容式传感器可以感应干燥罐中器身的微水分变化。描述了系统的硬件结构和软件设计。