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.     

基于分流法的电导含水率计的响应特性

为提高高含水、特高含水井中含水率测量的分辨率,设计了基于分流法的高分辨率电导含水率计.该仪器是在阻抗式含水率计的阻抗传感器内加入非导电分流管,通过分流部分流经阻抗传感器的水流量使阻抗传感器测量得到的混相值增大.与阻抗式含水率计相比,该仪器的相对响应值更小,扩大了不同含水率时仪器相对响应之间的距离,提高了仪器测量的分辨率.实验表明:分流管使该仪器在高含水条件下分辨率达到2％;当含水率大于80％或当含水率小于80％、流量大于20 m3/d时,可初步确定2％为仪器自身具有的分辨率.现场试验进一步验证了仪器的稳定性和重复性.     

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。     

气体对伞集流涡轮流量计流量测量影响实验研究

在三相流实验装置上采用伞式集流器对涡轮流量计在气/水两相流及油/气/水三相流中进行实验,获得了涡轮流量计在气/水两相流及油/气/水三相流条件下的实验数据,分析气体对涡轮流量计测量流量的影响。在气体流量较低时,涡轮流量计与液相流量的响应关系受油水两相含水率的影响较小,可以将油/气/水三相的流量测量问题简化成气/水两相的流量测量问题。气体会对涡轮流量计产生较大的测量误差,当气体流量为3m3/d、液相流量小于10m3/d的条件下以及气体流量大于3m3/d的条件下,液相流量测量误差大于10%。     

相关流量计水平条件下两相流实验效果分析

对用于水平模拟井动态实验的φ38 mm电导式相关流量计的流量测量原理及电路结构进行了简要介绍.重点介绍了该流量计在不同含水率、不同流量下的水平动态实验结果,并对实验结果进行了分析.结果表明,该仪器输出响应与流量存在很好的线性关系,当含水率60%以上时,受含水率的影响很小;在含水率70%的条件下,对该仪器的重复性进行了验证,验证结果是该仪器重复性误差不超过2%.     

组合式电容含水率计的理论仿真及实验研究

介绍了一种新型的、可用于测量低产液水平井产液剖面含水率的组合式电容含水率计.给出了电容传感器的结构,分析了其测量原理,建立了数学模型,并用ANSYS软件对其数学模型进行了二维电场仿真.开展了室内静态实验,实验结果验证了理论分析的正确性.应用所设计的样机在多相流动态实验装置上进行了动态机理性实验,实验证明,组合式电容含水率计能够测量低产液下分层流,所设计的仪器在流量3～60 m3/d、含水率0～100%范围内有较好的分辨率,仪器的重复性好.     

分流式电导含水率计两相流流场数值模拟

分流比的大小为分流管截面积与分流管截面积、环形空间截面积和的比值.分流比是影响分流效果的关键之一.利用FLUENT有限元仿真软件,对分流20％、30％和40％三种分流比,分别在流量为80、60、40、20、15和10 m3/d,含水率为60％ ～ 98％的各个试验点进行了流场仿真.结果表明,分流方法应用于电导含水率计是可行的；分流式电导含水率计在特高含水时,分辨率依然明显；分流比为30％时,分流式电导含水率计的分流效果最佳.     

一种同时测量流量和含水率的电导式传感器

介绍了一种可同时测量油水两相流流量和含水率的电导式传感器的结构.该传感器由6个圆环形不锈钢电极镶嵌在绝缘的管道内壁上构成.流量是通过对传感器内上下游检测电极对所检测到的流体流动噪声进行互相关运算来获取的;含水率是通过油/水混合相的电导与其中水相的电导相比来获取的.对传感器测量流量和含水率的原理进行了介绍;对电导式传感器在多相流模拟井上的流量测量和含水率测量的动态实验结果进行分析.动态实验表明,该传感器能在油水两相流中同时测量流量和含水率.     

电导相关流量测井仪在气/水两相流下响应规律的实验研究

通过对电导相关流量测井仪在多相流实验装置进行气/水两相流动态模拟实验,总结出电导相关流量测井仪在气/水两相流下的响应规律.实验数据分析认为,电导相关流量测井仪在气/水两相流下的适用范围为气流量不大于15 m3/d.在气/水两相流条件下,电导相关流量测井仪在低流量和高流量时有不同的响应规律.气/水两相流总流量为20 m3...     

基于FLUENT的分流法电导含水率计不同的湍流模型仿真与实验比较

采用计算机流体力学软件FLUENT6.3的六种湍流模型对分流法电导含水率计进行比较,得到不同湍流模型下不同流量下测量段的持水率和仪器测量区域油水分布图,并对测量段内持水率结果与室内实验结果相比较。结果表明：1）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;2）采用RNG k-ε湍流模型模拟得到测量段持水率相对误差小于3%。此模拟结果为进一步利用数值模拟技术对分流法电导含水率计参数优化提供了参考依据。     

气相介入对伞集流涡轮流量计及阻抗含水率计响应影响

针对油气水三相流条件下产液剖面测井问题,在大庆油田多相流模拟实验装置上进行三相流条件下阻抗式含水率计的响应规律实验,考察气相介入对伞集流涡轮流量计及阻抗式含水率计流量和含水率测量的影响,得到油气水三相流情况下涡流流量计及阻抗含水率传感器的响应特性。实验结果表明,气相介入对伞集流涡轮流量计及阻抗含水率计测量液相流量和含水率有较大影响,使流量测量值偏高,含水率测量值偏低;液相流量越低,二者测量值误差越大。给出了2口井现场测井实例,为现场测井工程师在生产测井中产气井的测试提供借鉴。为进一步提高油气水三相流条件下的产出剖面测井质量提出了建议。     

电容式原油含水率仪信号解释模型

电容式原油含水率仪是基于原油与水介电常数的差异研制而成的，电容式含水率仪的信号解释不仅与电容结构有关，还涉及混合介质等效介电常数理论。文章以常见的同轴式电容传感器为例，详细分析介绍了信号解释数学模型的建立，总结了常用的混合介质等效介电常数模型及其适用范围。     

天然气计量误差分析及改进措施

天然气计量目前仍以差压式流量计中的孔板流量计为主。影响差压式流量计测量误差的原因非常复杂，文章从计量仪表误差、使用条件变化误差和其他因素引起误差3方面。分析了引起计量误差的主要因素，并提出了改进措施，最后提出了建议和展望了未来孔板流量计的发展方向。     

井下智能配产器测试模块结构优化及评价

为满足海上油田小井眼采油井精细分层采油的需求,研发了一套集流量控制和分层含水、流量测试为一体的井下智能配产器,并对其测试模块的结构进行了优化研究。采用数值模拟方法建立仿真模型,对测试模块的射频含水率测试通道、超声波流量测试通道尺寸进行了优化设计,根据优化结果加工配产器试验样机并进行试验评价。结构仿真优化结果表明,当含水率测试通道长度200 mm、管径26 mm,流量测试通道长度150 mm、管径15 mm时,能够满足测试需求并实现工具尺寸的最小化;样机试验评价结果表明,配产器流量测试范围10～300 m3/d、最大测试满量程误差3.97%,含水率测试范围0～100%、最大测试满量程误差5.5%,满足现场应用技术指标要求。     

小环状掺输流程油井计量技术探讨

吉林油田乾安采油厂目前共有1359口油井采用小环状掺输集油流程。在这种流程中,油井采用翻斗分离器＋电子水表的计量方式,计量误差一般较大,计量液量为负值的状况时有发生。现场试验验证了水表与翻斗分离器之间存在系统误差。计算单井产量时,若校正系统误差,并确定合理的掺水量,那么计量结果就会控制在误差范围内。     

基于稳定流法的低渗透储层渗流规律实验研究

通常对于低渗储层进行水驱油测试采用非稳定流方法,但该测试方法准确性较差,不能满足生产要求.为了更清楚地认识低渗透储层的油水运动规律,结合该类储层的地质特征,在考虑启动压力的情况下,采用稳定流方法研究低渗透储层低含水期流体的渗流特征.实验结果表明:在低含水期和高含水期,油水相对渗透率与含水率之间为非线性关系;在中含水期,随含水率的上升,油相和水相相对渗透率呈线性下降和上升.该研究成果对于提高低渗透油田的开发效果具有指导性意义.     

注水开发油藏润湿性变化及其对渗流的影响

为提高水驱开发油藏采收率预测精度,研究了油藏岩石润湿性与相对渗透率之间的变化规律及其对两相渗流的影响。采用室内润湿性实验测定方法,对水驱开发油藏润湿指数与含水饱和度的关系进行了定量表征,导出了适合润湿性变化型油藏的两相渗流方程,建立了变润湿性水驱开发油田的采收率预测方法。润湿实验结果表明:所测岩心的润湿指数的对数与取心油层的含水饱和度呈近似线性关系。相对渗透率实验所测的代表低含水期到高含水期岩心的油水两相等渗点对应的含水饱和度由41%增加到53%,亲水程度增强。一维模型计算结果表明,含水率达到98%时,油润湿和强水润湿性油藏的预测采收率分别为52.7%和73.3%。研究揭示的水驱油藏岩石润湿性变化规律和建立的数学模型,可为更加准确地预测水驱油采收率提供参考。      

新型水驱特征曲线的建立及理论基础

利用一种易求解的水驱特征曲线对应的含水变化规律描述凸形、S形、凹形含水变化规律,不仅方便对比影响不同类型注水开发油藏含水快速上升的油藏物性因素,而且也有利于对比影响同类相似注水开发油藏含水快速上升的人为开发因素。在对比分析纳扎洛夫与西帕切夫水驱特征曲线函数结构特点的基础上,提出一种新型水驱特征曲线,该曲线在n=0时简化为纳扎洛夫水驱特征曲线,在n=1时简化为西帕切夫水驱特征曲线,且该曲线对应的含水率变化式在n→0时表现出凹形含水变化规律,在n取较大数值时为凸形含水变化规律,在n取0.3~0.4时可以描述S形含水变化规律。利用Welge方程,导出了新型水驱特征曲线的渗流特征方程。结果显示,含水率与出口端含水饱和度关系比较特殊、复杂。油田实例和实验数据验证结果表明,新型水驱特征曲线对应含水变化关系式可以描述不同形态含水变化规律,水驱油实验结果符合其对应渗流特征方程。     

Layer regrouping for water-flooded commingled reservoirs at a high water-cut stage

Layer regrouping is to divide all the layers into several sets of production series according to the physical properties and recovery percent of layers at high water-cut stage, which is an important technique to improve oil recovery for high water-cut multilayered reservoirs. Different regroup scenarios may lead to different production performances. Based on unstable oil–water flow theory, a multilayer commingled reservoir simulator is established by modifying the production split method. Taking into account the differences of layer properties, including permeability, oil viscosity, and remaining oil saturation, the pseudo flow resistance contrast is proposed to serve as a characteristic index of layer regrouping for high water-cut multilayered reservoirs. The production indices of multilayered reservoirs with different pseudo flow resistances are predicted with the established model in which the data are taken from the Shengtuo Oilfield. Simulation results show that the pseudo flow resistance contrast should be less than 4 when the layer regrouping is implemented. The K-means clustering method, which is based on the objective function, is used to automatically carry out the layer regrouping process according to pseudo flow resistances. The research result is applied to the IV–VI sand groups of the second member of the Shahejie Formation in the Shengtuo Oilfield, a favorable development performance is obtained, and the oil recovery is enhanced by 6.08 %.     

湿天然气槽式孔板在线计量技术研究

针对当前湿天然气井口计量存在的技术难题，基于双槽形孔板的计量元件，研制了低成本双节流式孔板组合的流量计样机，研究了流体通过双槽型孔板时的流动特性以及各种气液比下双槽型孔板之间差压、压力、温度信号与气液分相流量之间的关系，建立了适用于双槽形孔板流量计系统的数学计量模型，并用此模型进行了室内计量实验、现场实验和国家计量中心的标定。测试结果表明，在实验范围内，气相流量的最大测量误差小于10%，液相流量的最大测量误差小于15%。该工业样机计量精度可以满足实际生产的需要。