基于分流法的高分辨率电导含水率计设计实验研究

为提高高含水及特高含水井中含水率测量分辨率,设计了基于分流法的高分辨率含水率计.该仪器是基于阻抗传感器而设计的,在阻抗传感器内加入一个非导电分流管,通过分流部分水,降低了流经阻抗传感器的流体的含水率,使得阻抗传感器测量得到的混相值增加,使仪器的测量响应明显降低,拉大了不同含水率时仪器响应之间的距离,实现了提高分辨率的能力.电场仿真证实加入分流管的传感器内部电场分布均匀.通过动态实验研究验证了基于分流法的高分辨率含水率计中的分流管能够提高仪器的测量分辨率.     

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.     

基于分流法的高分辨率含水率计现场应用分析

文章介绍了基于分流法高分辨率含水率计的结构,分析了仪器改进的分流设计原理,针对仪器结构特点进行了现场试验,从仪器的稳定性、重复性、可靠性等方面进行了现场评价,并对仪器标定图版进行分析,试验结果表明基于分流法高分辨率电导含水率计目前取得了阶段性的效果。     

水平井油水两相管流流量和含水率测量方法实验研究

根据水平井测井仪器研制的总体技术方案,研制了流量与含水率测量样机,对样机在室内进行了实验。通过实验结果分析认为,低流量油井的水平井产出剖面测量需要采用集流方式测量,流量响应在各个倾斜角度下具有相同的响应规律,涡轮响应基本不受角度的影响;含水率测量必须采用适应低含水和高含水传感器组合测量,采用电容法和阻抗法是可行的,但流动管道角度的变化对含水率的响应有着一定的影响,含水率的解释需要考虑管道倾斜角度的变化。     

分流式阻抗产液剖面测井仪的设计研究

阻抗式产液剖面测井仪应用阻抗传感器测量井下油、水含水率,已成为高含水油田产液面剖面测井的主要技术,该仪器能够在水为连续相时进行测量,不受温度及矿化度的影响,且受流态影响较小.目前油田井下产气现象普遍,气体的产生影响水为连续相测量的精度,排除气体是亟待解决的问题,而脱气是提高含水率和流量测量精度的有效手段.此设计方案将气液分流的方法应用于阻抗式产液剖面测井仪,分流气相,单独测量油水部分的流量和含水率.     

同轴相位含水率计的研制与应用

根据高频电磁波通过含水率不同的油水混合介质时会产生不同的相位移，设计并研制出同轴相位含水率计。它采用同轴线作传感器，通过测量传感器两端电磁波的向移量来确定油水混合介质的含水率，可实现连续动态测量。当含水率超过70％时，仪器响应电压基本不受流量影响，对于高含水油田具有良好的应用效果。     

阻抗式含水率计三相漂流模型校正的实验研究

多相流理论中经常采用的有均流模型、分流模型及漂流模型.漂流模型考虑了相间的滑脱影响及管道截面中混合物浓度分布和速度分布的影响,在油水两相含水率校正中获得广泛应用.通过对两相漂流模型的改进,将其应用于油气水三相流时阻抗式含水率的含水率校正,并在模拟井上进行了动态实验验证.将改进的漂流模型应用于阻抗式含水率计的油气水三相流测量校正,并采用线性拟合的方法确定相分布系数和油气泡绝对浮升速度,实验结果表明可以取得较高的校正精度,但是该模型适用于低含水、高产气情况,对于高含水、低产气情况,阻抗式含水率计的测量结果在不经校正的条件下可以满足测量精度要求.     

光纤探针-阻抗三相流测井仪在三相流中的试验及分析

为满足产出油井对三相流测井仪器总流量测量范围宽、气量测量范围宽、高含水下测量精度高且环保的需要,设计并研制了光纤探针-阻抗三相流测井仪。该仪器由光纤探针、阻抗含水率计和涡轮流量计组合,采用光纤探针测量气相响应、阻抗含水率计测量含水率、涡轮流量计测量总流量响应。仪器通过模拟井标定建立各参数在三相流下的响应图版,总结出响应图版之间的交绘关系,形成解释方法。对仪器进行了现场试验,验证了重复性、一致性及适用性。在三相流井中,光纤探针-阻抗三相流测井仪与两相流测井仪器进行了对比试验。试验分析表明,仪器重复性、一致性及适用性非常好,对油气水三相流的定量测量,较两相流测量结果能更准确地给出产层的产液和含水率情况。     

阻抗式含水率计自适应模块的设计及应用

介绍了阻抗式含水率计测量原理及其激励源自适应模块的设计.硬件系统设计在原阻抗式含水率计电路基础上增加了切换判断电路和单片机控制电路.软件系统设计通过单片机程序来控制激励源电阻自动切换,实现电路的自动增益.通过判断测量到的全水值大小决定是否进行激励源电阻自动切换,以使井下仪器工作在最佳测量状态.实验样机的室内自动增益实验验证了阻抗式含水率计激励源白适应电路的可靠性,室内含水率实验验证了激励源电阻自动切换对含水率测量没有影响.在现场试验应用中,克服了因井下流体矿化度差异而需要人工更换激励源电阻的问题,提高了仪器的可靠性和现场测井的工作效率.     

原油含水率在线测量仪的实验研究

原油含水率的测量在原油的开采、储运、加工等环节中起着至关重要的作用。针对我国油田高含水的现状,含水率测量仪既要有效地克服地层水矿化度的影响,又要解决常规含水率计在高含水条件下分辨率低的问题。采用在传感器的始端和终端分别激发和接收电磁波的测量方案,提出一种基于高频电磁波相移测量原油介电常数进而计算含水率的实验方法。给出了电磁波含水率测量仪的实例和实验数据,并验证了该方法可行。实验表明,该测量仪具有较高的分辨率,能够实现含水率全范围的连续测量。     

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.     

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.     

电容式含水率计安装方式与测量误差研究

针对电容式含水率计在油井高含水段 (6 0 %～ 10 0 % )的分辨率低的问题 ,对其影响因素进行了试验研究。由理论分析知 ,电容式含水率计在高含水段分辨率低的原因是含量较低的油相被含量较高且导电良好的水相屏蔽所致 ,因此 ,通过水平安装电容式含水率计 ,使高含水原油水平流过含水电极 ,油水两相中含量较低的油相在重力作用下会形成一定程度的连续相 ,从而提高含水率计高含水段的分辨率。试验结果对于提高原油含水测量精度 ,降低油井计量成本 ,提高油井动态监测水平具有重要意义     

阻抗式含水率计响应模型的实验研究

文章介绍了经典的含水率测量模型Maxwell和Begovich＆Watson，分析两模型之间存在的差异，进行了室内静态试验和模拟井动态试验，静态实验近于模拟环状流，动态实验接近泡状流。动、静态实验结果表明：阻抗式含水率计在测量含水率时不受矿化度和流型的影响或受其影响很小。实验结果同时证明了所采用的阻抗传感器的含水率相对响应与持水率存在线性关系，并且较为接近Begovich＆Watson测量模型。动态实验结果还表明，在低流量下阻抗传感器能够体现滑脱速度的影响，因此实际应用中对于阻抗式含水率计应通过动态实验来建立仪器的含水率测量模型。     

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.     

光纤探针阻抗传感器涡轮组合测井仪三目流解释方法

早期的油气水三相流测井解释方法需要有密度参数,但放射性密度计早已停用,而压差密度计在流量100 m3/d以下的套管内,测量密度的分辨率极低无法应用.提出了一种基于光纤探针、阻抗传感器和涡轮流量计的组合测井仪,对该仪器在油气水三相流模拟实验装置上进行实验,分别建立光纤探针、涡轮流量计及阻抗传感器在三相流下的响应规律图版,通过图版插值的方法建立油气水三相流解释方法.实验结果表明,不同气量下涡轮响应与光纤探针响应关系曲线、涡轮响应与油水两相流量关系曲线、油水两相含水率与油水两相流量关系曲线,可用于解释气相流量、油水两相流量及油水两相含水率.     

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。     

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。     

阻抗含水率计全水值自动增益电路的设计

文章介绍了阻抗含水率计全水值自动增益电路的设计及室内实验。硬件系统设计在原来阻抗含水率计电路的基础上增加了切换判断电路和单片机控制电路。软件系统设计通过单片机的工作程序来控制激励源电阻的自动切换,实现电路的自动增益功能。通过室内自动增益实验验证了阻抗含水率计全水值自动增益电路的可靠性。通过室内含水率实验验证了激励源电阻的自动切换对阻抗含水率计的含水率测量没有影响。     

大庆油田产出剖面测井技术研究与进展

总结了在大庆油田已工业化应用的主要产出剖面测井技术和仪器,对一些技术作了较详细的介绍:适用于低产液量测量的、经优化设计和低流量区间分段刻度的涡轮流量计,电容法过流式含水率计,以及流量测量下限很低、油水分辨率较高的多电极分离式低产液测井仪;适于高含水产出剖面测量的阻抗/电导式含水率计;对特低和特高含水率测量性能良好的同轴电磁波相位含水率计;以低能光子吸收法测量三相流持率和平均密度为核心的三相流测井技术;五参数组合测井技术;产出剖面连续测井技术;针对聚合物驱特点的流体取样技术;建立了误差传递函数的产出剖面两相流测井资料优化解释技术等.简要介绍了新技术研发情况.