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自适应电路的可靠性,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。

阻抗式含水率计在多种驱替介质下的适应性分析

油田开发后期,聚驱、三元驱等开发技术的应用使油井产出液流体更加复杂,为进一步了解阻抗式含水率计在多种驱替介质条件下的应用效果,应用阻抗式含水率计分别在水驱、聚驱、三元复合驱产出井中进行了现场试验,通过20井次现场测井,评价仪器在不同井下驱替介质中的适应性。试验结果表明阻抗式含水率计不受矿化度的影响,在水驱油水两相流产出油井中,阻抗式含水率计工作稳定,可以提供准确的含水率测试结果;在流体粘度较低的聚驱和三元复合驱产出井中,当产出液中水为连续相时,流量及含水率测量结果受粘度影响小。

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。

不同流道下阻抗式含水率计的实验

介绍了阻抗式含水率计的测量原理 ,采用该仪器做了模拟井动态实验 ,得出了内径分别为 13 ,2 0 ,3 0mm三种流道的阻抗式含水率计仪器响应值 ,对不同流道下的实验结果分别从滑脱速度影响、含水率测量范围、分辨率等方面进行了对比分析 。

水平油水两相流流型对阻抗式含水率计的影响研究

实验研究了水平条件下20mm管径油水两相流的流动特性对阻抗式含水率计测量的影响。首先利用阻抗式含水率计测量不同含水率和流量条件下的混合物电阻率,并使用高速摄像记录对应的流型特征,进而分析流型对测量值的影响。通过对低、高流量分别采用电学和流体动力学模型分析后发现:低流量下混合物电阻率的主要影响因素是油水两相之间的速度滑脱,采用双流体动力学模型能有效地反映其变化规律。而高流量下(水包油分散流时)速度滑脱很小可以忽略,油水两相的空间结构对混合物电阻率的影响是问题的关键。近似绝缘的油滴分散在导电的水中形成的含孔导体电阻率高于实心导体,适用的电学模型是Maxwell电阻率模型。

气相介入对伞集流涡轮流量计及阻抗含水率计响应影响

针对油气水三相流条件下产液剖面测井问题,在大庆油田多相流模拟实验装置上进行三相流条件下阻抗式含水率计的响应规律实验,考察气相介入对伞集流涡轮流量计及阻抗式含水率计流量和含水率测量的影响,得到油气水三相流情况下涡流流量计及阻抗含水率传感器的响应特性。实验结果表明,气相介入对伞集流涡轮流量计及阻抗含水率计测量液相流量和含水率有较大影响,使流量测量值偏高,含水率测量值偏低;液相流量越低,二者测量值误差越大。给出了2口井现场测井实例,为现场测井工程师在生产测井中产气井的测试提供借鉴。为进一步提高油气水三相流条件下的产出剖面测井质量提出了建议。