分流式电导含水率计测量区域流场分布与实验比较

应用计算机流体力学软件FLUENT6.3对分流法电导含水率计进行数值模拟.利用仿真软件得到不同流量下仪器进液口附近流体速度矢量图、仪器测量区域油水分布图和高含水情况下持水率;对计算出的持水率结果与室内实验结果进行比较.油相主要沿进液口壁面进入测量区域,并在仪器测量区域内形成环状流;数值模拟计算出的持水率在高于l0m3/d流量下与室内实验结果基本吻合,该模拟结果为进一步利用数值模拟技术对分流法高分辨电导含水率计参数优化提供参考依据.     

水平井油水两相流持水率测量方法实验研究

持水率是水平井产液剖面测井的关键参数之一,水平井油水两相流流型由于受到井筒斜度影响复杂多变,导致准确测量持水率非常困难。根据中国水平井的开发特点,采用集流式测井方案,利用环形阵列电导传感器与周向阵列电导探针传感器组合的持水率测量实验样机,在水平井多相流模拟实验装置上对油水两相流持水率测量方法开展了动态实验研究。分析模拟井筒倾斜角对持水率测量传感器输出响应的影响,计算持水率测量误差。实验结果表明,在流量为3～200 m³/d时,持水率的测量范围为30%～100%;当油水两相流总流量小于60 m³/d时,持水率的测量结果要进行井筒倾斜角的校正;当油水两相流总流量大于60 m³/d时,持水率的测量结果受井筒倾斜角的影响可忽略。研究结果为水平井产液剖面油水两相流的持水率测量提供了一种新方法。     

连续测量全井眼过环空产出剖面测井仪

介绍了连续测量全井眼过环空产出剖面测井仪器的结构和工作原理，并对其在室内实验及现场测井资料进行了分析。仪器由全井眼持水率传感器、集流型涡轮流量计和集流扶正器构成。持水率传感器由测量、校正两部分构成。传感器最终输出仅由油水两相流持水率决定，实现了持水率的全井眼测量。仪器配接了1个带有扶正器的集流器，在实现连续测量扶正的同时，进行半集流方式的流量测量。现场测井时，流量和含水率测量值均采用随不同深度连续测量方式。所测流量的曲线可直观反映出井内各产层的产液情况，连续持水率曲线可以直观反映出各产层的持水率变化情况，结合井口化验结果就可以对1口井的各层位的产水和产油情况作基本判断，提供直观的解释结果。     

水平井及大斜度井油水两相流动模型研究

水平井及大斜度井中由于存在重力分异,油水两相流流型、局部流速和局部持水率沿管径方向发生了复杂的变化,致使其流量和持水率测量及多相流分相流量解释非常困难,在垂直井生产测井解释中得到广泛应用的常规漂移模型已经不能解决其流动剖面解释问题。对水平井及大斜度井中的油水两相流动进行了实验研究和半理论分析,在对多相流动环路模拟实验资料分析的基础上对漂移模型进行了修正,分别针对井斜角和持水率对相分布系数和油滴上升极限速度进行改进,确定了相关计算公式。采用改进的漂移模型预测了多相流动环路模拟实验环境下的油相表观速度,并与实验数据进行了对比分析,计算结果与实验很好地吻合,发现该模型对小于50m3/d的低流量油水两相分相流量计算平均相对误差为18.86%,大于100m3/d的中高流量油水两相分相流量计算平均相对误差为8.49%,能够满足生产测井产出剖面解释的要求。相关参数的改进扩大了漂移模型的应用范围,提高了水平井及大斜度井筒中油水两相产液剖面测井的解释精度。     

中心管分流式含水率计数值模拟研究

为解决特高含水率下含水率计测量精度相对不高的问题,研发了中心管分流式含水率计。应用有限元分析软件模拟井筒采出液高含水、不同流动情况下在分流式含水率计内的持水率及含水率计进液口油水分布,并与室内实验结果进行比较。对比结果表明:油相主要以环状流形态进入分流式含水率计内部流动通道,RNG k-ε湍流模型适用于分流式含水率计内持水率的仿真计算,当含水率在80%以上,流量在10～60 m3/d时,持水率仿真结果与室内实验值最大相对误差仅3.03%,此结果为中心管分流式电导含水率计结构模型优化提供了参考依据。     

阻抗传感器在近水平油水两相管流的实验研究

生产测井动态监测中水平井受井身结构、井简流动状态、重力影响等因素影响使得流动介质分布、速度分布、流体的流型、流速削面、油水的分布状态等与垂直井有很大的不同.设计了小管径多相流实验装置,实验介质是柴油和水,设置了分别为3～60 m3/d的10种流量,含水率变化范围10%～100%;分别为85°、88°、90°、92°、95°等近水平状态下的5个角度对阻抗传感器进行了实验.实验结果表明,流量大于10 m3/d时的流型是分相的泡状流,阻抗的相埘响应不受角度的影响,响应规律与垂直井类似;流量低于10 m3/d时的流型是层流,阻抗的相对响应同时受到流量、含水率、角度的影响,在同一角度下受流量和含水率的影响;受油水滑脱现象影响.低流量下的相对响应高于高流量的,持水率高于含水率;受角度的影响,在90°、92°、95°时输出的相对响应出现了向下的趋势,85°、88°时输出的相对响应出现了向上的趋势.实验传感器是仪器短节,排除了集流伞漏失对流体流型的影响,完全反映流体在传感器内流道的真实流动状态,高速摄像机记录了流体随流量和含水率的变化.     

垂直管径内油水两相流流型与涡轮传感器间特性实验研究

涡轮传感器作为流量计被广泛应用在测井仪器中,油水两相流流动对涡轮传感器测量的影响以及涡轮传感器对油水两相流流动特性的影响对产出剖面测井作用很大.通过垂直小管径实验装置中涡轮传感器在油水两相中响应频率的测量及PCI信息采集系统对涡轮响应频率信号进行分析.利用高速摄像的方法在涡轮传感器上下两端进行拍摄,记录并分析油水两相流流动特性.结果表明,涡轮传感器在油水两相流中的转动受流型影响很小,但油水两相流动特性受涡轮传感器影响较大.油水总流量10 m3/d时,涡轮传感器对流体流动特性影响最小.油水总流量小于10 m3/d时,涡轮传感器对油滴的聚集效果大于打散效果,过涡轮传感器后油滴粒径变大,数量变少;油水总流量大于10 m3/d时,涡轮传感器对油滴的打散效果大于聚集效果,油滴粒径变小,数量较多.据此,更直观地分析仪器通道内涡轮传感器对油水两相流流动特性的影响,为测井新仪器的制造与优化提供有利的依据.     

基于阵列涡轮和阵列持率仪的水平井油水两相流量解释方法

水平井油水两相在井筒中的流动和分布状态与垂直井有极大不同,为解决水平井多相流测量难题,普遍采用阵列式传感器在井筒径向截面上测量流体的持水率和流速信息.由于中国陆地油田产量低、含水率范围广,亟需进行阵列式传感器测井仪的适用性研究.基于模拟实验装置,采用电容阵列、电阻阵列和改进型涡轮阵列仪器进行水平井油水两相不同流量不同含水率的模拟测量;利用采集的实验数据,求取阵列涡轮中各涡轮的响应系数,建立流速响应数学模型,得到各涡轮附近的局部流速;分析电容阵列和电阻阵列的响应特征,求取局部持水率,采用反距离权重插值法求取平均持水率.根据实验数据分析,得出基于阵列涡轮和阵列持率仪的分层流解释模型,该模型对水平井油水两相的流量解释具有一定的适用性.     

电磁流量测井仪在油水两相流中实验研究

应用内流式电磁流量测井仪在模拟井中进行了油水两相流流量的测量及标定实验,同时对仪器频率响应与含水率的关系以及实验数据的波动性进行分析.在不同含水率下随着流量的增大,仪器频率响应呈线性关系,频率响应值在清水值上下浮动.仪器频率响应的波动性随着含水率的降低而变大.实验证明在高流量、高含水的垂直井中进行流量测量时,用该仪器在清水中的标定结果计算油水两相流中的测量流量,其误差在±5％以内.模拟井实验表明电磁法在集流条件下可应用于测量高含水条件下的油水两相流流量.     

一种新型阵列探针产出剖面测井仪

文章介绍了一种采用阵列探针传感器测量持水率的新型产出剖面测井仪,阐述了仪器的测量原理、传感器分布和信号处理等关键技术。由于采用阵列探针传感器及多路信号传输技术,仪器能够直观地反应井下油水分布状况及同步监测含水和流量。实验及现场应用证明该仪器在大庆油田高含水测试中具有广阔的应用前景。