基于微波传输线原理的持水率测量方法

基于微波传输线原理和油水混合流体介电性质,研究了终端短路双线传输线持水率测量方法,从理论上推导了测量线路端口S参数同介电常数的关系式,在S参数和持水率之间建立了对应关系。在此基础上,对理论解和电磁场计算数值解进行了对比,验证了理论分析的正确性。为了考虑流固耦合效应对电磁场的影响,对模型内部复杂流体进行了多相流数值模拟,根据模型内部结构对测量灵敏度的影响,提出了优化测量装置结构参数的方法,使之能够满足高持水率测量准确性和灵敏性的需求。

井筒水包油乳状液微波谐振传感器持水率测量方法研究

本文介绍了一种微波谐振传感器水包油乳状液持水率的测量方法。通过HFSS仿真软件对电极张角和电极长度进行了优化分析。借助矢量网络分析仪对实物传感器进行静态标定实验,分析了持水率在80%~100%范围内水包油乳状液的谐振频率分布。此外,通过光学显微镜观察分析了乳化状态下微米级油泡结构。在此基础上,开展了垂直上升高含水低流速水包油乳状液动态实验,实时测取了不同流动工况下的微波谐振传感器的幅值S21响应曲线,分析了谐振频率随含水率变化的实验关系。结果表明,在2.2 GHz~2.8 GHz频率范围内,谐振传感器对高含水水包油乳状液的含水率测量平均分辨率为0.096%。

基于阵列涡轮和阵列持率仪的水平井油水两相流量解释方法

水平井油水两相在井筒中的流动和分布状态与垂直井有极大不同,为解决水平井多相流测量难题,普遍采用阵列式传感器在井筒径向截面上测量流体的持水率和流速信息。由于中国陆地油田产量低、含水率范围广,亟需进行阵列式传感器测井仪的适用性研究。基于模拟实验装置,采用电容阵列、电阻阵列和改进型涡轮阵列仪器进行水平井油水两相不同流量不同含水率的模拟测量;利用采集的实验数据,求取阵列涡轮中各涡轮的响应系数,建立流速响应数学模型,得到各涡轮附近的局部流速;分析电容阵列和电阻阵列的响应特征,求取局部持水率,采用反距离权重插值法求取平均持水率。根据实验数据分析,得出基于阵列涡轮和阵列持率仪的分层流解释模型,该模型对水平井油水两相的流量解释具有一定的适用性。