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.     

阻抗传感器电场分布的仿真及实验研究

文章介绍了利用ANSYS和MATLAB软件对应用于油水两相流含水率测量的阻抗传感器电场分布的仿真结果。对阻抗传感器电场仿真的可靠性进行了实验研究,通过实验证明了电场仿真的正确性。利用软件进行电场分布的仿真研究对于合理设计阻抗传感器的结构具有很好的指导意义。通过软件对电场分布进行仿真研究相对于利用实验装置模拟电场分布的优点是可以避免大量繁重的实验,缩短研发周期。     

新型稠油电脱水器的适用性研究

利用COMSOL Multiphasics软件建立电场数值模拟模型,选定1.5mm厚的绝缘层及10mm间距的平板电极作为实验绝缘电极,利用带有该绝缘电极的新型电脱水器对胜利油田陈庄稠油进行了试验研究,并和常规电脱水器及重力沉降进行了对比,发现新型电脱水器不仅克服了常规电脱易击穿、垮电场的致命缺点,同时和常规电脱相比,在相同加电时间内,脱水后油中含水率能够降至2%以下的合格外输标准。     

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.     

一种同种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。     

板状电极在试验水池激励水下电场的数值仿真与实验验证

利用水下电场传感器进行海洋大地电磁勘探时,水下电场测试的准确性和可靠性直接影响最终的勘探结果.水下电场传感器校准工作是在试验水池中进行的,评价该工作性能的关键技术指标有:试验水池中激发的水下电场的均匀性,水下电场均匀区的大小,系统供电电极激励源(电压或电流)注入位置以及数量等关键参数对水下电场均匀性的影响,不同的板状电极电导率与试验水池溶液电导率对水下电场均匀性的影响.这些工作目前在中国还是空白,试验结果证明可有效地解决上述技术难题.     

场分布扫描套管腐蚀检测电极参数敏感性仿真研究

场分布扫描法(FDS)是一种基于多频电流源激励下电流密度分布的套管在线腐蚀检测方法。电极分布参数对套管腐蚀检测精度有至关重要的影响。通过建立7in套管COMSOL有限元模型,分析不同电极分布参数下的套管电流密度响应。仿真结果表明,激励电流10A即可满足2对激励电极测量需要;测量的有效数据个数随激励电极间距增大而增多;测量电极数目影响径向分辨率,其间距影响轴向分辨率。12对测量电极、间距10cm即可分辨套管上直径为40mm的穿孔腐蚀。仿真结果为后续的实验装置设计提供了理论指导。     

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.     

海上油田高频电脱水电极实验研究

随着国家海洋战略的实施,海上石油开采规模越来越大,但海上开采的原油通常为油水乳化液,需进行脱水处理。同时,三次采油技术中加入的化学物质也使得在实际电脱水过程中出现油水乳化液的稳定性增强、脱水效率低、电场不稳定、电脱水难度增加的现象。针对当前电脱水技术现状,结合高频电脱水原理与特点,利用COMSOL软件进行电场数值计算,对高频电脱电场进行仿真分析研究,得出最佳电场形式。通过改变电极实现对理想电场形式的构造,设计出新型异径圆柱电极。对不同半径比的电极进行静态试验,验证该种电极在不同半径比下的电脱水效率,发现该电极在原油含水率为50%、电脱水温度在70℃左右时,电脱水效率显著提高。半径比为1∶1.5的电极在电压为5 kV、频率为3.6 kHz、占空比为80%时,电脱水效率最高,电脱水40 min后,含水率可下降到1%左右。     

全井眼电导传感器电场仿真及静态实验特性研究

根据Maxwell和Begovich & Watson模型的原理,设计了一种新型全井眼两相流含水率电导传感器.用ANSYS软件通过相应边界条件下的Laplace方程进行了其电场仿真计算.用不同直径的长绝缘圆棒代替油插入水中模拟水的体积分数,进行了其静态特性的实验测量.仿真结果和实验结果的趋势相符.实验表明,传感器对水中的绝缘棒敏感,绝缘棒距离电极越近,其灵敏度越高.未发现水矿化度对传感器响应有影响.研究结果有助于高产井油水两相流流动参数连续测量仪的进一步研制.     

探讨固体电极用作阴极保护系统参比电极的可能性

本文描述了Ag—AgCl固体电极的制作与结构,其机械强度大,电极内阻低(1～2kΩ)。试验结果表明,在八种不同土壤介质中,在室温(8～26℃)P,Ag—AgCl固体电极在埋土数天到二十余天后,其电位基本上保持稳定,最大波动不超过10mV。测定了Ag—AgCl固体电极在四种水饱和土壤介质中的稳态极化曲线。这些曲线指出,当这种固体电极与输入阻抗大于15MΩ的恒电位仪配合使用时,流经该电极的电流所引起的电极电位漂移可不超过10mV。     

压电检波器中阻尼电阻位置对其性能的影响

压电检波器由压电传感器和阻抗匹配器组成。在过渡带勘探中,为了施工方便,压电检波器通常采用无源变压器作为阻抗匹配器。通过对阻尼电阻前置和后置的电路分析,讨论了阻尼电阻不同位置对压电检波器性能的影响,并通过野外对比实验,认为压电检波器阻尼电阻后置为最佳方案。     

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.     

新型静电聚结器中水滴粒径的分布特性

传统电脱水器采用裸电极,乳化液含水率较高时高强电场作用下容易发生击穿现象,设计了包覆绝缘层的高压电极并加工了新型静电聚结器,采用水/原油乳状液为实验介质,并利用显微高速摄像系统结合图像处理技术,考察了电场强度,乳化液流量、含水率对液滴滴粒径分布特性的影响。结果表明,现场与室内实验的液滴粒径分布与Rosin-Rammler分布均吻合较好;包覆绝缘层的高压电极可有效防止电击穿现象的发生;增加电场强度有助于油、水分离,但高于临界电场强度后,容易导致液滴破碎,并且含水率越高,最优电场强度越低;随着乳化液流量的增加,电场作用降低,但高强电场在高流量下依然使液滴粒径明显增大。     

Optimization of Required Volumetric Flow Rates for Aerated Mud Underbalanced Drilling

Abstract

In the aerated mud underbalanced drilling, the bottomhole pressure is intentionally reduced by reducing the hydrostatic mud column due to the two-phase flow occurrence in the annulus. However, in the field, it is incorrectly assumed that the aerated mud can be treated as a homogenous mixture of liquid and gas, neglecting the slippage between the two phases and, thus, the flow pattern and its effect on pressure drop calculation. Accurate prediction of bottomhole pressures and optimal flow rates requires the modeling of the complex flow mechanisms involved in aerated mud flow, which includes flow pattern prediction and slip liquid hold-up. The objective of this study is to develop a simulation tool to optimize the gas and liquid volumetric flow rates using bottomhole pressure and borehole stability as the selecting criterion. The investigation of the drill pipe size effect on the optimal gas and liquid flow rates was also part of this study. A vertical, two-phase, flow comprehensive mechanistic model is modified and incorporated in the simulator to predict the pressure drop in the annulus according to the existing flow pattern. The modified model predicts the annulus bottomhole pressure and the corresponding optimal gas and liquid flow rates for various drill pipe diameters. The simulator was validated using field data, and the results show a fairly accurate match. In conclusion, the optimization of required flow rates for aerated mud drilling was achieved by the developed simulator, which considers flow pattern occurrence in the pressure drop calculation. Furthermore, the drill pipe size was found to be an influential parameter for flow rate optimization.     

用于井下油水两相流测量的新型流量计

介绍了阻抗式相关流量计的结构和测量原理,该流量计核心部分由两个流体阻抗传感器结构。模拟井动态实验结果表明,阻抗式相关流量计适用于高含水条件下的油水两相流的流量测量,因而该流量计在油田开发后期将有良好的应用前景。     

Pressure Gradient-Varying Permeability Numerical Simulation of Chang8 Reservoir,Changqing Oilfield

The permeability variation characteristic was measured by laboratory flow experiments, and a newly developed pressure gradient-varying permeability (PGVP) numerical simulator was used to Chang8 reservoir. The primary goal is to put the PGVP simulator into field application. Seven well plans were designed based on a history-matching geological model to identify the optimum condition for converting the diamond-shape inverted nine-spot well pattern to a five-spot well pattern. The comprehensive comparison and analysis of oil saturation and dimensionless permeability coefficient distribution in different well plans were provided. The simulation results also provide reference to the application of permeability variation numerical simulation in low-permeability reservoir.     

水平井开发底水油藏的物理模拟试验研究

采用三维可视化物理模拟试验设备,在满足模型内流体的流动符合达西渗流规律、物理试验与实际油藏具有可比性的条件下,模拟了水平井开发均质底水油藏时底水水脊形成与发展的过程,分析了底水油藏中不同水平井长度和不同生产压差下水平井的见水规律。试验结果表明:在开发均质底水油藏时,水平井的水淹模式符合“中部见水—沿井扩展—全井水淹—翼部抬升”的规律;在相同的生产压差条件下,随着水平井长度的增加,受水平井井筒摩擦损失的影响,水平井产能是非线性增加的;当水平井长度相同时,水平井的产能与生产压差成正比;生产压差过大会导致水脊脊进速度加快,无水采油期变短,且见水后含水率迅速上升;在低含水期阶段,采用长水平段和低生产压差可以有效开发底水油藏,而在高含水期阶段,对水平井采取关井压水锥措施,“控水稳油”效果十分明显。