基于阵列探针组合仪的垂直井油水两相数据分析与模型建立

传统垂直井油水两相产出剖面采用单一持率仪和单一涡轮以居中的方式进行测量,只采集井筒中心处的局部持率和局部流速信息,只反映井筒中心处的流体信息,不能直观地反映井筒横截面上的流体流动状态,井筒中含水率从低含水到高含水的过渡时存在测量盲区.为此,本文首次尝试采用阵列探针组合仪(包括:阵列电阻持率仪、阵列电容持率仪和阵列涡轮仪),与常规单一电容持率仪、全井眼涡轮仪进行组合的方法,在垂直井油水两相中开展模拟实验.首先,通过实验数据和理论流型,绘制模拟实验流型图,并对流型流态进行二维成像.其次,利用三种持率仪进行了局部持率和平均持率的计算,对两种涡轮仪进行了局部流速的计算,并利用体积法计算出平均流速.然后,针对不同的仪器组合分别建立了漂移模型,进行了油水流量的计算及对比分析.研究表明:垂直井油水两相实验中,采用阵列探针组合仪测得的数据具有较高的精度,利用它们建立的漂移模型,能更精确的计算出油相和水相的流量,对垂直井油水两相中的动态监测提供一定的参考.

电场作用下水表面电势的分子动力学研究

水表面电势在诸多电化学过程与反应中扮演关键角色,然而实验上直接测量却极具挑战.本论文提出一套基于平衡态恒定电势分子动力学的模拟-分析-计算方法,可实现通过保持恒定电势且伴随电荷涨落的电极板将电场作用于附近的水表面,并以平均探针电势计算方法精确测量空间电势分布.凭借此套方法,首次计算了不同电极电势下水表面区域的空间电势分布函数,并测得了鲜有报道的水表面电势随外电场的变化关系.发现了阴极附近水的表面电势随外电场增强而降低而阳极附近水的表面电势随外电场增强而增大的非对称性.同时计算了平衡态水表面分子数密度和偶极矩极化密度分布函数,展示出逐渐增强的外电场能够强烈改变水表面区域的极化行为也能够使液体水整体微弱的极化.论文最后提出水表面电势随电场变化的非对称性源自水表面极化行为的非对称性以及液体区域的整体极化.