阵列持气率仪在大斜度井产气剖面监测中的应用

针对大斜度气井提高井筒内流体识别产气剖面精度,引进了阵列持气率仪(GAT),利用流体对光折射率的差异实现流体的识别。现场结果表明,GAT仪器能识别1 mm微小气泡,适合于不同流态产气识别,在大斜度井中与RAT响应一致性强,在套管井中产气识别效果好于筛管井;筛管完井多封隔器有利于提高产出剖面的解释精度,鉴于筛管完井方式的局限和筛管外窜流的存在,更加精细的解释剖面建议结合噪声测井等技术得到。

光纤持气率测井仪响应规律的实验研究

为考察现有光纤持气率计在油气水三相流中的响应特性,采用多相流标定装置对其进行测定,系统研究光纤持气率计在油量固定不变含水量不同条件下的持气率响应规律。实验结果表明,当油量为5m3/d、气量小于10m3/d时,持气率随含气量的增大而增大,二者线性变化程度较低;而气量在10～35m3/d之间变化时,持气率随含气量的增大而线性增大。

光纤传感技术测量气液两相流持气率研究

文中提出了一种新型气液两相流体参数测试方法。传感机理为弯曲光纤的传输光功率随外界介质折射率而变化。在分析光纤弯曲波导传输光能损耗与弯曲半径、外界折射率等因素关系的基础上，提出一种 Ｕ 型结构的光纤传感器系统，并将其应用于气液两相流体持气率测试中，进行了初步研究和探讨。

气液两相流段塞流持气率快关阀法优化设计

快关阀法(quick closing valve,QCV)是气液两相流流动实验中常用持气率标定手段。特别是由于段塞流中气塞与液塞表现为随机可变流动特性,不合理的快关阀间距及截取次数选择将会导致持气率测量误差增大。提出了一种持气率快关阀法优化设计方案。首先,采用环形电导传感器上下游阵列信号计算流体相关流速,根据相关测速结果提取上游传感器信号对应流动工况的气塞与液塞间隔长度序列,采用Maxwell方程提取液塞中含泡持气率;在此基础上,再依气塞在管道内占比模拟计算不同快关阀间距时捕获的持气率波动序列。通过分析持气率序列波动,从统计学角度指出了95%置信度及5%允许误差情况下所需最低截取次数。最后,在快关阀门间距为1.55m的条件下对段塞流所需截取次数进行了实验验证。通过对快关阀法持气率测量误差进行统计分析,证明了设置两个快关阀门间距的充分条件。

GHT持气率仪在水平井生产测井中的应用

水平井、斜井因其井身倾斜和井筒周围介质分布的非对称性而导致井下流动状态相当复杂,使得水平井、斜井的流型划分、资料解释复杂化。介绍了GHT全井眼持气率仪测量原理和特点,叙述了通过综合常规流体密度仪和GHT持气率仪的测量结果进行水平井流型划分的简单方法,并写出了计算视流体速度和单相流量的公式。

垂直上升管内多光纤传感器持气率估计算法研究

提出一种基于油井井下新型多光纤传感器数据融合估计的油气水三相流持气率测量方案。传感器工作于内径为20 mm垂直上升管内。利用多传感器数据融合技术,对采集的原始数据进行预处理,然后基于时间融合的自适应加权对各单光纤传感器进行局部估计,最后基于时间-空间融合的加权平均及递推估计对多光纤传感器进行全局估计,从而提高系统的测量精度和准确性。实验研究表明,该方法使系统测量平均截面持气率误差小于1.0%,降低了系统误差,提高了系统准确性,可为油气田开发动态监测过程提供真实、有效的结果。

小波阈值去噪在光纤持气率计信号处理中的应用

光纤持气率计是一种新型持气率测量仪器。根据光纤持气率计信号和小波变换多分辨率分析的特点,小波阈值方法可有效去除光纤探针信号噪声干扰。本文以能量比、信噪比和气相比为衡量各方法去噪性能指标,对不同阈值方法和阈值准则下进行光纤探针信号去噪处理。并验证了采用启发式SURE阈值(Heursure)去噪的可行性和优越性,对光纤持气率计信号滤波处理具有很好的参考价值。

油气水三相流产出剖面光纤持气率计的设计与理论研究

采用手工研磨的方法制作双纤锥形结构光纤探头,通过硬件电路实现用于油气水三相流持气率测量的光纤探针传感器的设计。室内实验结果表明,双纤结构的光纤探针持气率计具有光路简单、易于检测、稳定性好等优点。

油-气-水三相流超声传感器持气率测量

为探索油-气-水三相流持气率测量难题,该文开展了脉冲透射式超声传感器持气率测量动态实验研究。首先,利用超声传感器与光纤传感器组合,测取了油-气-水三相流中段塞流、混状流、泡状流的响应信号;其次,提取了超声脉冲信号的最大值序列来反映不同流型时超声传感器响应特性,同时,借助双头光纤传感器与相关测速法,计算得到了流体中气泡弦长序列;最后,结合流型与泡径信息,利用超声传感器测量了不同流型下持气率,并分析了不同流型持气率预测的误差来源,为其他油-气-水三相流持气率测量传感器设计提供了借鉴。

光纤探针持气率计模拟井实验数据分析

根据光纤探针对气液界面反射率不同的特点设计了光纤探针持气率计,用于生产井持气率的测试。为了证明持气率测量的可行性,用试验仪器分别在气水两相流和油气水三相流中做了持气率试验。文章研究了光纤探针持气率检测,并对检测数据进行了比较分析,总结出仪器试验的特点,为光纤探针持气率测量提供了有力的依据。

光纤持气率计在气/水两相流中响应规律的实验研究

为考察现有光纤持气率计对气液两相流的响应特性,采用多相流标定装置对其进行测定,系统研究光纤持气率计在不同气/水配比条件下的响应规律。实验结果表明,光纤持气率探针在静水条件下以及在气/水总量为80m3/d的不同气/水配比情况下,持气率对气含量的响应均基本呈线性变化规律;当气/水总量低于45m3/d时,持气率对含水量响应不呈线性规律。

持气率测量光纤探针敏感头仿真及形状优化

文章针对传统光纤探针传感器测量持气率灵敏度差的问题,以光纤光学原理为基础,基于光学设计软件Zemax纯非序列模式,分析光线在不同形状光纤敏感头中的传输情况,对光纤探针敏感头结构进行优化。按单光纤探针的形状,初步设计四种敏感头形状并模拟其光路,经过百万次的光线追迹,对探测器上的回光能量进行收集并对比分析,最终设计出最优形状光纤探针敏感头。

油气水三相流产出剖面光纤持气率计响应规律的实验研究

为进一步研究油气水三相流产出剖面测井中光纤持气率计在高含水情况下的响应规律,在大庆油田多相流实验装置上进行了动态实验研究。实验结果表明,当油的流量一定,高含水的情况下,气量在5～10m^3/d变化时测量持气率值与实际持气率值之间误差变化较大。气量大于10m^3/d时误差变化较小,说明该仪器适合测量气量在10m^3/d以上的混合流体。此结果对光纤持气率计的进一步优化设计提供了实验依据。

水平井全井眼持气率计(GHT)实验响应特性

分析了水平井中流型对持气率计(GHT)测量的影响,研究了不同气液配比和不同含水率情况下持气率计在气液两相、三相流动状态下的测井响应特征。研究结果表明,对于水平井流体流动,GHT伽马计数率随液量的增加而增大、随气量的增加而减小、随含水率增加略有增大;水平井气水或油气两相流动状态下GHT伽马计数率与液量呈近似线性变化关系;低气量的计数率值受液量变化的影响较高,气量明显;水平井三相流动状态下保持气量和液量均不变,GHT伽马计数率随含水率增加而增大,气量越少液量越大,含水率变化对计数率影响越大。研究结果可为水平井气井生产测井解释提供参考依据。

一种用于油气井持气率测量的高可靠性光纤探针

针对油气井下油气水三相流的持气率测量,设计开发了一种高可靠性的光纤探针。探针敏感探头采用锥形蓝宝石结构,蓝宝石敏感探头与过渡管,以及过渡管与保护套管间均采用金基焊料焊接密封。对研制的光纤探针进行了可靠性实验和油气水三相流持气率测试,结果表明,该光纤探针可以承受高温(150℃)、高压(100MPa)环境,具有较高可靠性。管柱内的油气水三相流呈段塞流型,持气率为46%。该研究验证了光纤探针应用于油气井持气率测量的可行性,为后续的工程应用推广提供了理论依据和实际指导。

使用Co^(57)源的持气率测井仪设计分析

一种使用 Ｃｏ５７放射源的持气率测井仪已于１９９８年由哈里伯顿（ Ｈａｌｌｉｂｕｔｏｎ）公司研制成功。在两相流中这种仪器在各种斜度的套管井（包括水平井）里都能以相同的精度测量井中流体的持气率。测量结果不受井内流体流型、矿化度和套管外物质的影响。持气率的测量范围是０～１００％。

用光纤探头改进持气率的确定方法

一种新型的采用新传感技术的生产测井仪器通过了现场测试，它能直接探测和量化多相流体中的天然气。把四个光学探头装在一支类似扶正器的仪器四臂上，彼此间隔90°，用来测量周围流体的光反射值。这些探头在油管的横截面上是平均分布的，且其空间方位可用一个复合相对方位传感器准确测量。在气液混合物中，用探头反射回来的光信号确定持气率和天然气气泡数，气泡数与气流量有关。另外，每个探头的测量值都对井中气流建立了图像。这些图像资料有利于人们更好地理解斜井和水平井的多相流模式，有利于解释在大斜度井内发生的多相流体固有相位分离现象。最近，这种新仪器在世界各地成功进行测井试验，大量的测井实例和实验室数据库也说明了仪器的能力。为探测天然气的存在，人们设计了这种新仪器，因此，它的主要用途是识别油水井中的天然气运移，或识别气井中的水／油／凝析油。即使气量很少，它的灵敏度也很高，因此，该仪器能在油管井中确定气泡点位置。革新仪器引进光学传感技术是生产测井仪的创新。它提供的数据能直接探测和量化多项混合物中的气体或液体，能精确地诊断井眼问题，并有助于生产调整。

利用光纤探头提高持气率的探测

一种新的生产测井仪器已通过现场测试，它利用敏感技术直接探测并可定量地得到多相流中的持气率。相位成90°的4个光学探头被设置在象扶正器一样的仪器上，测量周围流体的光反射。这些探头被均匀地分布在套管横截面上，它们各自的方位是通过一个组合在一起的相对方位探头进行调整。在气液混合物中，利用被探头反射回来的光学信号确定持气率和与气体流量有关的气泡数。另外，单一探头的测量值被用来建立井眼中气体流动成象，这些成象对于定向井和水平井尤为有用，可更好地了解多相流类型及解释它们在斜段各相分层流动的特征。这种新仪器近年来已成功地在世界上许多国家进行了现场测试，仪器性能已被现场和实验室两方面获取的数据所证实。该仪器用探测气体的存在，因此它的主要应用是确定油水井或水油凝析气井的气体产出部位。由于它对微量气体有很高的敏感性，该仪器也可在油管中探测泡点。光学灵敏技术在此新仪器中的引入，代表了生产测井的新变革，它所提供的数据能直接探测和定量计算多相混合物中的气体或液体含量，准确识别井的多种问题，并有助于为提高产量的各项采油修理而提供工作设计。

在套管井中测量持气率的新型低能伽马测井仪

测量套管井中持气率是一个难题。通常，对井眼横截面的气体百分比的评估是利用流体密度的测量值计算出来的。这些评估往往不适合在水平井和大斜度井中进行持气率测量，因为对流体密度的测量是非全井眼的。为了在较大应用范围内满足全井眼准确测量的要求，新的持气率测量仪（ＧＨＴ）提供了测井期间直接获得持气率的更准确的技术。ＧＨＴ是一种外径为１１１／１６ｉｎ的过油管生产测井仪器，通常用于确定通过井眼截面的气体体积。

生产测井中持气率测量仪器的应用

为增加产量和进行储层评价，水平井和多边井钻探是一种有效途径。常规的居中采样生产测井仪不适宜在水平井和大斜度井中测井。我们研制出了持气率测量仪（ＧＨＴ＾ＴＭ），运用新的技术进行油井分析、生产测井和储层监测。这套仪器有助于了解井下流动状态储层评价。