油水两相管流反相模型研究

建立了管壁剪切应力与管流扰动动能之间的关系。利用扰动动能与乳状液液滴界面自由能之间的平衡关系,推导了形式简洁的液滴直径模型。结合系统最小自由能理论,获得了改进的反相含水率预测模型。利用已公布的油水两相管流反相实验数据,将模型与已有的反相模型对比表明:当油品黏度较低时,该模型的预测精度明显优于其他反相模型;当油品黏度较高时,各反相模型的预测结果均不理想。     

大口径高压力下两相管流详细测量

通过从凝析液／氮气两相试验中得出了一些新结论。该试验是在位于Tiller的SINTIF多相流试验室内进行的，其试验管道长96m。管径0．29m，倾角办5°系统压力和温度分别为90bar和30℃。试验管道装备了详细测量流动的大量仪器。本文描述一些仪器和从试验中得出的初步结论，同时强调了试验中使用的等动能探头、激光多普勒测速仪和γ射线密度仪等测量仪器。     

大口径高压力下的两相管流详细测量

通过从凝析液／氮气两相试验中得出了一些新结论。该试验是在位于Ｔ８ｌｌｅｒ的ＳＩＮＴＩＦ多要相流试验室内进行的，其试验管道长９６ｍ，管径０．２９ｍ，倾角为５°，系统压力和温度分别为９０ｂａｒ和３０℃。     

电导式相关流量计应用于油水两相流测量

基于电导传感器的电导式相关流量计具有无转动部件、无阻流元件、不受井内异物影响等优点,可应用于油田油水两相流的测量。通过室内模拟井标定及现场实验,对阻抗式过环空找水仪的产液和含水两项指标测量的适用条件、重复性、稳定性和一致性进行评价。现场应用试验证明,在高含水率情况下,电导式相关流量计完全可取代传统涡流流量计,并适于涡轮流量计所不适用的砂井的测量。     

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。     

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.     

水平管油水两相流持率仪响应特征试验研究

准确获取井筒中各相持率是生产测井产出剖面精确解释的关键步骤之一,水平管中因普遍存在层流导致常规居中测量的持率仪器响应产生纵向片面性。电容阵列仪是一种采用多探头覆盖全井眼信息采集的新型流体识别技术,研究基于电容阵列仪、放射性流体密度计和电容持水率计的室内模拟试验,分析了水平管油水两相流动型态和电容阵列仪的持率确定方法,详细研究了3种不同持率测量仪器随流体流动型态变化的响应规律,提出了水平管油水两相流持率参数优化选取的方案。     

基于CAT的水平管油水两相流动成像算法改进

针对电容阵列测井仪(CAT)水平井油水两相流测井资料,已有的基于高斯权重的改进多相流动成像算法的成像效果严重依赖于数据的来源,对来自某仪器的数据展示出了好的效果,而另外某仪器的数据成像效果很差。分析了已有算法的不足,指出设计成像算法时需要考虑12个探头的响应不一致性,充分考虑流型的特点。给出了水平管及近水平管油水两相流动试验的结论:当总流量不大于300m3/d时,流型是相间界面光滑层流和界面波动层流。对水平井油水两相流动,提出了仅对界面附近区域进行局部插值的成像算法。实测数据的处理结果表明了该算法的有效性、稳定性。     

核磁共振技术在油水两相渗流特征研究中的应用

油水两相驱替实验主要从宏观角度描述渗流特征,但无法从微观层面对储层动用状况进行描述.为解决该问题,使用核磁共振技术从微观角度研究油水两相渗流特征,运用弛豫时间谱转换成喉道半径分布法和各喉道区间饱和度计算方法,研究饱和水状态下油驱水特征以及饱和油状态下水驱油特征,得出了不同驱替阶段油水在孔隙空间中的分布以及各喉道区间油相采出程度.该研究在一定程度上实现了对两相渗流机理较为全面的认识,对新区勘探和老油田开发技术调整具有重要意义.     

全井眼电导含水率计在油水两相流中动态实验

对全井眼电导含水率计的结构和测量原理进行了简要介绍.该含水率计在油水两相流下进行了多次重复实验,并对实验结果进行了处理与分析,给出了该含水率计在不同流量下和不同含水率下的误差分布情况.结果表明,在实验流量范围内,10 m3/d时全井眼电导含水率计的测量含水率误差最大,且含水率测量误差随流量增大而减小;30 m3/d以上时测量误差在±5.5%以内.结合滑脱效应和电场分布特性分析了造成误差分布特点的原因.     

基于SVM的油水两相流相态识别方法

目前国内各陆上油田大多处于高含水开发期,多数油井均为油水两相的混合流动状态,准确识别油水两相流分界面非常必要。为了提升识别率,采用基于小波包分解提取特征参数,运用Python编程语言搭建支持向量机(SVM)训练模型的方法实现油水分界面辨识,经过对训练及测试结果的分析,油水两相流分相识别率达到了100%,证实SVM在油水两相辨识方面有很好的适用性。     

测量水平油水层状流相含率的平行线电容传感器

提出了一种用于水平油水层状流相含率测量的平行线电容传感器。采用有限元分析方法(FEM)考察了传感器灵敏场分布,分析了传感器几何参数对灵敏场影响;构建了传感器层状流下的有限元模型,计算得到了水平油水层状流条件下的传感器静态响应特性;在设计传感器测量系统基础上进行了传感器水平油水层状流相含率测量,结果表明,平行线电容传感器输出响应与有限元模型计算结果较好吻合,且对相含率具有较高的测量线性度及灵敏度。     

低速同轴阵列电容法测量含水率的新理论模型

低速、泡状油水两相介质在流过同轴阵列电容含水率传感器的环形空间时,会增加或减少带绝缘层的内电极上油相滞留层的厚度。根据这一机理和一些假设,建立了一个新的含水率检测理论模型。该模型揭示了同轴阵列电容含水率传感器输出信号频率与含水率间为复杂的对数关系,并与流体的流量、黏度、温度、电容传感器绝缘层材料、传感器结构等有关。同轴阵列电容含水率传感器的特性实验和实验条件下的理论计算表明,在含水率大于50%的情况下,含水率绝对误差很小,标准差为1.4%。这表明在内电极绝缘层上滞留的油层厚度的增减遵从指数变化规律,依此建立的含水率模型具有高含水良好的适用性。     

纵向八电极阵列电导式两相流测量方法研究

以连续相导电的两相流为测量对象,提出了1种新的纵向八电极阵列电导式两相流测量方法.传感器阵列由8个内嵌管壁上的环形金属电极构成,其中包含1对激励电极、1对相含率测量电极以及2对截面相关电极.在对阵列电导式传感器几何结构优化的基础上,利用NI数据采集卡及LabVIEW编程语言实现了传感器阵列电导波动信号数据同步采集.在垂直上升管中气水两相流动态实验结果表明,该测量系统对泡状流、段塞流及混状流均有较好测量响应特性.为开展基于数据挖掘与信息融合的测量信息处理工作奠定了基础.     

变组分气体流量测量方法的探讨

变组分气体流量测量长期以来没有一套比较成熟的手段,由于组分的不断变化引起密度的变化,给流量的测量带来了困难,采用传统的测量方法很难准确地对变组分气体流量进行计量。研究对比多种气体测量方法,结合多年来的研究成果,以大量数据和实例为依据,着重分析了采用质量流量计对变组分气体流量进行测量时,在精确度以及稳定度方面的技术优势;通过试验比较国产质量流量计与进口质量流量计在实际应用中的差异性,肯定了国产质量流量计在气体计量方面的技术进步,拟给石化同行提供一个变组分测量的理想解决方案。     

钢管管端尺寸综合测量装置设计与应用

为了解决成品钢管管端尺寸手工测量带来的偏差,提出了一种钢管综合测量装置的技术方案。该装置在称重测长工位两端的行走小车上配置一级滑台、转台和二级滑台,在二级滑台上安装检测传感器及支架。工作时转台带动二级滑台上的测量传感器沿钢管管壁旋转一周,获得钢管管端轮廓原始数据,然后应用最小二乘矩阵法得到钢管管端的实际圆心和半径,进一步计算得到周长、椭圆度和壁厚等数据,并通过钢管不同截面的轮廓数据,修正由于钢管摆放不正导致的切斜测量误差。测量装置在现场应用中实现了钢管质量、长度、管端周长、椭圆度、壁厚和切斜等数据的自动测量,测量精度及效率满足生产要求。     

气液两相流流动参数软测量方法研究

对垂直上升气液两相流测得的电导波动信号,在频域中采用语音信号处理中的线性预测方法提取了4个特征量,在时域中用时间序列统计分析方法提取了6个特征量.将这10个反映气液两相流流动特性的特征量作为径向基神经网络软测量模型的输入量,在水相流量1～10 m2/h及气相流量1～130 m3/h的范围内,较好地实现了气液两相流持水率预测,为两相流相含率测量提供了一种新的软测量途径.     

非集流油水两相含率超声波测量方法的实验研究

介绍了一种油水两相流含率测量新方法--超声波散射法.该方法利用超声波散射效应测量流体中的离散相含率,通过非集流方式,在基本不改变流体流动状态的情况下实现油水两相含油率的测量.动态实验结果表明,该方法在油水两相条件下,可以实现较高分辨率的油相测量,其测量精度可达到0.1 m3/d.