存储式电磁流量计模拟井实验及理论计算分析

通过模拟井实验研究了存储式电磁流量计在清水及聚合物溶液中的仪器响应规律.结果表明仪器在清水中标定的仪器常数高于在聚合物溶液中标定的仪器常数;在聚合物溶液中标定的仪器常数随聚合物溶液浓度变化无明显变化.从流场分布及磁场分布2个方面对仪器在水及聚合物溶液中的响应规律进行了理论计算研究.流速剖面及流动介质的相对磁导率共同影响了存储式电磁流量计的仪器响应.取得了理论计算结果与模拟井实验结果相一致的结论.     

电磁流量计测量水平井油水两相流量实验研究

为确定内流式电磁流量计在水平井中测量油水两相流流量的效果,采用集流的方式在油水两相流模拟井水平井中进行了流量测量及标定实验。实验结果表明,在集流的条件下,高流量、高含水率时,内流式电磁流量计的流量测量结果不受含水率变化的影响,并与清水中的标定结果无明显差别;流量较低时,用清水中的标定结果计算油水两相流流量误差大,可以采取分流的方法减小误差并拓宽流量测量下限。另外,目前的两电极电磁流量计在水平井中进行测量时,测量结果不受测量电极所处位置的影响。现场应用结果表明,可以采用集流式电磁流量计进行水平井油水两相流流量的测量,测量结果准确可靠。     

径向位置含油泡时电磁流量计虚电流分布特性

电磁流量计是一种重要的流量测量仪表,这种仪器的基本理论是建立在单相流理论基础上的,当流体中出现油泡或气泡这样的非导电物质时感应电动势的分布会发生变化.建立了电磁流量计管道轴线位置含有多个球形油泡时敏感场分布的理论模型,利用Schwartz交替迭代法求解了敏感场内的电势分布和虚电流分布,并得到了流量计对不同大小球形油泡的响应特性.由研究结果可知,在被测区域内,虚电流的分布在油泡附近区域有明显的起伏变化,虚电流的分布因油泡的存在而变得更加复杂,油泡越大、越多,油泡越接近电极位置,对电磁流量计响应特性影响越大.     

智能配注井井下监测电磁流量计的设计及应用

针对目前油田分层配注井注入量的监测需求,研制一种基于电磁感应原理的电磁流量计,该流量计可长期置于油田智能配注井,进行注入量测量.介绍仪器工作原理、结构设计及仪器技术指标.室内实验表明,智能配注井井下电磁流量计在清水中标定具有很好的线性响应,仪器输出稳定,重复性好,测量结果准确.现场试验表明,应用电磁流量计进行智能配注井配注量监测,测试精度高,测量结果准确可靠,可真实反应井下注入情况,可以长期置于井下进行流量监测,能够满足测试需求.     

两相流电磁成像测量正演模拟分析

应用有限元方法对两相流动电磁成像测量进行正演仿真,模拟不同测量组合下各种流型的电势分布,并简单考察了电极数目和电极尺寸对电势分布的影响,然后模拟6种典型测量敏感场.仿真结果表明,介质分布不同是影响电势分布差异的根本原因,电极数目对测量结果影响很小,电极尺寸的影响较大,敏感场分布不均匀,不对称,且存在负值.正演模拟的结果为仪器优化设计和下一步图像重构奠定基础.     

电磁法测量高含水油水两相流流量实验研究

用内流式电磁流量测井仪采用集流方式在油水两相流模拟井中进行了流量测量及标定实验.在集流的条件下高含水率时内流式电磁流量计的流量测量结果不受含水率变化的影响,并与清水中的标定结果无明显差别;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.现场应用试验显示电...     

井下集流式电磁流量计铁芯结构优化设计

电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律测量导电性液体体积流量的仪表,励磁铁芯的结构是影响流量测量的关键之一。利用ANSYS有限元仿真软件,在改变铁芯结构参数的情况下,对井下集流式电磁流量计内部磁场进行仿真;把得到的仿真数据用MATLAB数学计算工具进行处理,分析流量计流道内部的磁场,对磁场的各个评价指标进行综合的权衡,进而从理论上得到最优的铁芯结构参数。仿真结果以及数据分析结果表明,在铁芯的中心角为55°~56°左右时,磁场的各个评价指标都有较好的取值。     

电磁流量计测吸聚剖面技术及应用

(1)外流式电磁流量计的原理和特点。外流式流量计依据电磁感应原理工作的，当导体(聚合物流体、水)横切磁场移动时，导体中感应出与速度(流速)成正比的电势，仪器测量出流体流动产生的感应电势，就能推算出流速和流量。     

外流式电磁流量计磁场分布的仿真研究

文章介绍了用于注聚剖面测井的外流式电磁流量计磁场解析式的推导和磁场仿真研究结果.在长筒电磁流量计的假设下,从磁偶极子的磁场理论出发,创新性地推导出外流式电磁流量计的磁场解析式.在磁场解析式的基础上,利用MATLAB的数值分析方法对外流式电磁流量计和油管所构成的环形空间中磁场的分布情况进行仿真研究.研究结果表明,在环形空问中磁场呈规律性的对称分布,四个磁极附近磁场强度的值相对较大,其它位置磁场强度的值相对较弱.     

用于油水两相流流量测量的分流式电磁流量计

介绍了应用于油水两相流流量测量的分流式电磁流量计的结构及分流方法,并用分流式电磁流量计在油水两相流模拟井中进行了流量测量及标定实验。实验数据分析结果表明,分流式电磁流量计可以应用于高含水油水两相流的流量测量,与未采取分流设计的电磁流量计相比,采取分流测量的方法能有效地降低电磁流量计的流量测量下限,拓宽了含水率应用范围;采取分流设计后,低流量低含水时的仪器响应波动变小,流量测量相对误差变小,更有利于流量的测量。该研究为电磁流量计在油水两相流流量测量中的应用奠定了基础。     

二维海底地层可控源海洋电磁响应的数值模拟

利用等参有限元方法对不同类型的偶极子源在二维海底地层上方产生的电磁场响应进行了数值模拟。通过对构造走向进行Fourier变换,将全三维电磁问题转化为一系列二维电磁问题,并在波数域求解,极大地减小了计算量;导出了适用于二维海底地层中任意方向的电偶极子或磁偶极子响应的波数域电磁场方程,并在x-z平面内采用等参有限元方法求解,利用Fourier逆变换得到空间域海洋电磁响应;采用具有一定面积的伪δ函数表达源电流分布,提高了数值解的精度;利用层状含高阻油气储层和低阻水层模型的数值模拟结果,分析了不同方向的电偶极子源和磁偶极子源的敏感性。模拟结果表明,水平电偶极子激发测得的两个电场分量和一个水平磁场分量,均对海底高阻层响应灵敏,适合于油气储层直接探测;水平磁偶极子激发的两个磁场分量和一个水平电场分量,尽管响应幅度较低,但在高阻储层能产生一定的异常,可以为水平电偶极子激发油气探测提供补充信息。     

基于有限元超收敛的三维节点型有限元后处理技术

在电磁法节点有限元正演模拟中,需要对主场的有限元解进行数值微分求取辅助场,或者求解位的有限元解,从而得到电磁场分量。针对传统的后处理方法精度较低的问题,引入一种超收敛单元片梯度值恢复（SPR）技术,应用于可控源电磁法节点有限元正演的后处理。首先,基于可控源电磁法的电场二次场双旋度方程,采用结构化的六面体网格和节点伽辽金有限元法求解电场（主场）分量;然后,根据节点有限元法的超收敛性质,以围绕某一节点的所有的单元组成单元片,在单元片上以高斯点作为采样点对电场梯度值进行最小二乘曲面拟合,恢复单元片上节点的电场梯度值;最后,计算高精度磁场,进而获得高精度的视电阻率和相位响应。模型算例分析表明,与常规的单元形函数微分（SFD）法、拉格朗日插值（LI）法和移动最小二乘（MLSI）法相比,超收敛单元片梯度值恢复后处理技术能在极小幅度地增加内存和计算时间的情况下,非常显著地提高磁场分量的精度并且保持良好的稳定性。     

Flow pattern identification in oil wells by electromagnetic image logging

Petroleum production logging needs to determine the interpretation models first and flow pattern identification is the foundation, but traditional flow pattern identification methods have some limitations. In this paper, a new method of flow pattern identification in oil wells by electromagnetic image logging is proposed. First, the characteristics of gas-water and oil-water flow patterns in horizontal and vertical wellbores are picked up. Then, the continuous variation of the two phase flow pattern in the vertical and horizontal pipe space is discretized into continuous fluid distribution models in the pipeline section. Second, the electromagnetic flow image measurement responses of all the eight fluid distribution models are simulated and the characteristic vector of each response is analyzed in order to distinguish the fluid distribution models. Third, the time domain changes of the fluid distribution models in the pipeline section are used to identify the flow pattern. Finally, flow simulation experiments using electromagnetic flow image logging are operated and the experimental and simulated data are compared. The results show that the method can be used for flow pattern identification of actual electromagnetic image logging data.     

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。     

基于电磁法高含水油井产液剖面测井仪现场应用

介绍基于电磁法的高含水油井产液剖面测井仪器,通过模拟井油水两相流动态实验评价仪器的流量测量范围及精度。分析该仪器在聚合物驱以及三元复合驱产出井的现场应用实例。该仪器工作稳定可靠,故障率低,可以提供可信的油水两相流产液剖面测量数据;电磁流量传感器相对涡轮流量传感器在测量通道内无可动部件及阻流元件,在涡轮易卡死油井和三元复合驱高黏度油井中具有明显的应用优势,提高了测井成功率。     

分层测试技术适应性分析及提高注水合格率研究

对河南石油勘探局所属部分单位的流量计使用进行了测量抽查.对水井分层测试中所采用的存储式电磁流量计及超声波流量计存在的问题进行了分析.结合际井,指出影响测试精度的原因,提出改进措施.措施包括改进注入水的水质,在不同位置增加过滤网及添合适的加化学剂;应用连续流量计;改进测试工艺等.其改进措施有助提高注水合格率.     

2.5-D modeling of cross-hole electromagnetic measurement by finite element method

A finite element method is developed for simulating frequency domain electromagnetic responses due to a dipole source in the 2-D conductive structures. Computing costs are considerably minimized by reducing the full three-dimensional problem to a series of two-dimensional problems. This is accomplished by transforming the problem into y-wave number （Ky） domain using Fourier transform and the y-axis is parallel to the structural strike. In the Ky domain, two coupled partial differential equations for magnetic field Hy and electric field Ey are derived. For a specific value of Ky, the coupled equations are solved by the finite element method with isoparametric elements in the x-z plane. Application of the inverse Fourier transform to the Ky, domain provides the electric and magnetic fields in real space. The equations derived can be applied to general complex two-dimensional structures containing either electric or magnetic dipole source in any direction. In the modeling of the electromagnetic measurement, we adopted a pseudo-delta function to distribute the dipole source current and circumvent the problem of singularity at the source point. Moreover, the suggested method used isoparametric finite elements to accommodate the complex subsurface formation. For the large scale linear system derived from the discretization of the Maxwell＇s equations, several iterative solvers were used and compared to select the optimal one. A quantitative test of accuracy was presented which compared the finite element results with analytic solutions for a dipole source in homogeneous space for different ranges and different wave numbers Ky. to validate the addressed the effects of the distribution range τ of the homogeneous medium. code and check its effectiveness. In addition, we pseudo-delta function on the numerical results in     

基于矢量位和标量位的广域电磁法三维有限元数值模拟

广域电磁法(WFEM)提出了一种适用于全域公式计算的视电阻率,从根本上突破了"远区"理论的束缚,有效扩展了人工源电磁法的观测范围和探测深度,提高了野外数据的观测精度和效率.考虑到地下介质是三维的,从基于库仑规范的矢量位和标量位角度出发研究了广域电磁法三维有限元数值模拟方法.该方法克服了直接根据麦克斯韦方程组求取电磁场分...     

大庆外围低渗透储层裂缝与地应力研究

采用野外露头、岩心描述、裂缝磁定向等方法研究低渗透油田不同类型裂缝的发育程度、影响因素及其对储层的渗流响应。综合应用差应变、波速各向异性岩心应力测试技术和测井解释技术,结合有限元模拟技术和现场微地震监测等手段对地应力分布进行描述,并对大庆油田地应力类型及分布规律进行系统研究。同时,在地应力及裂缝对油田注水开发中的作用方面进行了深入探讨。     

三维井间电磁响应的灵敏度分析和成像方法

三维井间电磁测量能给出井间储层的电阻率分布。由于三维井间电磁响应的复杂性，大多数研究都基于二维或2．5维模型，这些简化模型只能在某些特定条件下近似实际储集体，在实际生产应用中受到较大限制。利用灵敏度方程的方法，导出了三维介质中电场和磁场对电阻率的灵敏度计算公式．分析了磁场垂直分量和水平分量灵敏度的空间分布。给出了三维井间电磁数据的正则化最小二乘反演及反演参数约束的实现方法。由数值模拟结果知道，磁场垂直分量和水平分量纵横向上表现出不同的灵敏度分布，在靠近源和接收器的区域具有高灵敏度，而在两井的中间区域为低灵敏区，稳定的三维成像结果显示了三维反演成像方法的正确性和有效性。