水平井产出剖面测井电导传感器几何结构优化

论文摘要

相持率是描述和分析油水两相流流动特性的基本参数。由于水平油水两相流流型的多态性,传统应用于垂直井筒中的电导传感器已经不能适应对水平油水两相流相持率的测量,有必要对电导传感器几何结构参数进行优化。首先使用有限元方法对电导传感器模型内部的电场进行了计算,然后利用定义的均匀度、传感器对称截面上电压相对误差等性能指标考察传感器内部电场分布,并确定了激励电极的高度和厚度以及激励电极间距的考察范围。在此基础上,利用灵敏度概念考察了不同激励电极间距和测量电极间距结构参数组合下的灵敏度分布,随后利用“总体信息量”、“有效信息量”和“有效信息比”等性能指标初步确定了传感器的结构参数。为了进一步考察不同结构参数下的传感器在不同流型下的响应,利用有限元仿真软件对水平油水两相流下的Do/w流型、Do/w&w流型、ST流型和ST&MI流型进行建模分析,并把仿真结果与前人提出过的理论模型进行了对比。结果表明,仿真结果基本都在预测曲线附近,传感器结构参数对仿真结果影响较小。针对水平井筒内油水两相流测量得到的电导波动信号,本文采用混沌吸引子形态特征方法和WVD方法对水平井筒内油水两相流的电导波动信号进行了分析。通过在混沌吸引子域中放置参考截面方法,考察了混沌吸引子形态特征量与水平油水两相流流型转变之间的关系,发现采用4阶吸引子矩特征量可以区分层状流型和分散流型。表明电导波动信号的吸引子形态分析方法对识别水平油水两相流具有较好的应用性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 水平井产出剖面测试技术研究背景及意义
• 1.2 水平油水两相流基本参数及生产测井技术
• 1.2.1 水平油水两相流基本参数
• 1.2.2 水平井生产测井技术
• 1.3 水平油水两相流流型
• 1.4 本课题研究内容及创新点
• 第二章 两相流电导式传感器测量方法
• 2.1 两相流电导测量法现状
• 2.2 两相流电导测量相关理论
• 2.2.1 分散流测量相关理论
• 2.2.2 分层流测量相关理论
• 2.3 两相流电导传感器优化
• 第三章 水平油水两相流电导传感器优化
• 3.1 传感器优化模型
• 3.2 激励电极结构参数选择
• 3.2.1 激励电极间距的选取
• 3.2.2 激励电极高度的选取
• 3.2.3 激励电极厚度的选取
• 3.3 测量电极结构参数选择
• 3.3.1 传感器灵敏度分析
• 3.3.2 传感器信息量考察
• 3.4 流型对传感器的影响
• 3.4.1 Do/w 流型仿真分析
• 3.4.2 Do/w&w 流型仿真分析
• 3.4.3 ST 流型仿真分析
• 3.4.4 ST&MI 流型仿真分析
• 3.5 电导传感器几何结构
• 第四章 水平井筒内油水两相流流动特性分析
• 4.1 水平井筒内油水两相流动态实验
• 4.2 VMEA 传感器测量信息处理与分析
• 4.2.1 混沌吸引子方法
• 4.2.2 电导波动信号的Wigner-Ville 分布
• 第五章 结束语
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢