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.     

阻抗式含水率计及其应用

胡金海 ,刘兴斌 ,张玉辉 ,周家强等 .阻抗式含水率计及其应用 .测井技术 ,1999,2 3(增刊 ) :5 11～ 5 14阻抗式含水率计是通过测量流体的电导率间接测量井下油水两相流的含水率。该仪器采用集流的测量方式 ,可以进行定点随时间连续测量。仪器在模拟井的标定精度为 3%。介绍了该仪器的测量原理 ,并对该仪器在模拟井及现场试验结果进行了分析。该仪器的室内实验及现场应用表明 ,仪器具有较好的工作稳定性、重复性及一致性 ,测量结果可靠 ,能为油水两相油井的动态监测提供新的手段。     

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。     

阻抗式含水率传感器优化设计实验研究

为优化阻抗式含水率传感器结构 ,进行了实验研究。模拟装置的电场分布显示 ,传感器内大部分区域电场的分布是均匀的。将测量电极对置于均匀场中 ,能减小流型的影响。用在模拟装置中移动不同尺寸绝缘块的方法模拟油泡在传感器内的流动 ,得出测量电极间距应大于 1.5倍电场宽度的结论。不同电极间距的实际传感器在模拟井中对含水率的响应结果显示 ,测量电极间距为 1.5～ 2倍电场宽度时 ,传感器具有良好的分辨能力     

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.     

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。     

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.     

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.     

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.     

阻抗含水率计激励源电路动态特性研究

激励电流源性能的好坏直接影响传感器输出的误差。本文通过实验的方法对阻抗含水率计激励源电路的带载能力,频带以及波形等特性进行了研究和分析。实验结果表明：阻抗含水率计的激励源带载能力与输出电流有关,输出电流越大,带载能力越小,输出电流越小,带载能力越大;阻抗激励源带载峰值与电流成乘幂的关系;激励源电路的频带为10Hz～100kHz;激励源波形的变化对输出电流没有影响。     

改进型阻抗含水率计模拟井标定

针对改进型阻抗式含水率计标定结果受动态实验随机性影响问题,开展了重复标定实验。将5次实验对应流量及含水率下的实验结果进行平均计算,得到5次实验的平均图版,将平均图版作为仪器的标准标定图版进行含水率测量误差的计算。结果表明除低流量时的个别点外,含水率测量误差均在±3%以内。用多次标定得到的平均图版计算模拟井含水率,能有效减小随机误差,得到理想的含水率检测结果。     

水平油水分层条件下阻抗含水率计仿真实验研究

水平井中油水分层流动是主要的流型,因此研究阻抗含水率计在油水分层情况下的响应规律是必要的。对阻抗含水率计在水平油水分层的条件下进行了仿真和实验研究,从仿真和实验结果的处理和分析中得到了在水平层流的情况下对该传感器相对响应产生影响的各种可能因素,并且阻抗含水率计的响应在仿真和实验结果上具有良好的线性特性。     

复合式电容传感器水平条件下的响应特性研究

针对低产液水平井产液剖面含水率的测量,设计出了一种复合结构的新型电容传感器,该传感器采用筒状结构电容传感器与同轴电容传感器相组合而成。文章介绍了传感器的结构,对传感器的响应规律进行电场仿真,给出了该传感器在油水分层条件下和泡状流下的响应规律。对该传感器开展了高度法实验研究和动态实验研究,得到了不同流量、不同含水率下的传感器响应规律,结果表明：与传统的同轴电容传感器相对比,分辨率有较大的提高。该传感器可为低产液水平井产液剖面含水率的测量提供新的技术手段。     

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。     

阻抗式过环空找水仪含水率现场问题及建议

文章概述了阻抗式过环空找水仪的测井原理和结构,介绍了在含水率测量过程中的影响因素及其解决方法。在阻抗式过环空找水测试中个别井含水测试结果与化验含水值对比有偏低的现象,通过对油井的脱气现象和全水频率曲线录取过程中出现的问题进行归类总结,并把测试结果与实际情况对比,可以得到准确的产量和含水率信息。     

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     

两相流下油/水阻抗特性实验研究

通过阻抗传感器在垂直小管径实验装置中进行油/水两相流动态模拟实验,利用动态信号分析仪采集不同流量及不同含水率下的阻抗输出电压信号,对实时采集的电压信号进行了分析,首次采用面积法及功率谱的方法对电压信号进行阻抗特性分析。实验结果表明：低流量和高流量时的电压信号阻抗特性具有明显的差别。通过阻抗分析建立了面积特性及最大功率谱幅值特性与含水率及流量的关系。     

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。     

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。