化学驱高粘度油气水多相流电磁流量测量方法研究
发布时间：2021-07-01 16:05
油气水多相流普遍存在于油田开发中后期的油井中,其流量的准确测量对石油生产过程控制及油田高效开发具有重要意义。但在化学驱开发方式下,井下多相流流量测量仍存在诸多问题:注入井高粘度流体流量采用外流式电磁流量传感器测量误差偏大,产出井高粘度油水两相流和油气水三相流尚无有效可行的流量测量方法。为了解决该难题,本文采用理论与实验相结合的方法,研究外流式和集流式电磁流量传感器响应特性,提出注入井高粘度单相流流量测量方法、产出井高粘度油水两相流总流量测量方法、产出井集流式电磁流量-电导持水率-光纤探针持气率多传感器融合的三相流分相流量测量方法。对外流式和集流式电磁流量传感器进行理论分析,在外流式和集流式电磁流量传感器的外表面和内表面应用绝缘体边界条件,采用格林函数方法求解电磁流量传感器的基本微分方程,获得外流式和集流式电磁流量传感器的响应方程。采用分离变量法,通过求解格林函数,获得外流式和集流式电磁流量传感器权重函数的数学模型;采用磁偶极子磁场理论,通过求解矢量磁位,获得外流式和集流式电磁流量传感器磁感应强度函数的数学模型。根据响应方程、权重函数和磁感应强度的数学分析,完善外流式和集流式电磁流量传感...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 国内外研究现状与分析
1.2.1 油水两相流流量测量方法研究现状
1.2.2 油气水三相流流量测量方法研究现状
1.2.3 基于电磁的多相流流量测量方法研究现状
1.3 本文的主要研究内容
第2章 井下电磁流量传感器理论分析与模型建立
2.1 引言
2.2 外流式和集流式电磁流量传感器的工作原理
2.3 外流式电磁流量传感器理论模型建立
2.3.1 外流式电磁流量传感器响应方程
2.3.2 外流式电磁流量传感器权重函数模型
2.3.3 外流式电磁流量传感器磁感应强度函数模型
2.4 集流式电磁流量传感器理论模型建立
2.4.1 集流式电磁流量传感器响应方程
2.4.2 集流式电磁流量传感器权重函数模型
2.4.3 集流式电磁流量传感器磁感应强度函数模型
2.5 本章小结
第3章 外流式和集流式电磁流量传感器输出特性数值分析
3.1 引言
3.2 外流式电磁流量传感器环形测量区域输出特性数值分析
3.2.1 环形测量区域权重函数对感应电势影响
3.2.2 环形测量区域磁感应强度对感应电势影响
3.2.3 环形测量区域流态对传感器输出特性影响
3.2.4 外流式电磁流量传感器流量测量误差分析
3.3 集流式电磁流量传感器圆形测量区域输出特性数值分析
3.3.1 圆形测量区域权重函数对感应电势影响
3.3.2 圆形测量区域磁感应强度对感应电势影响
3.3.3 圆形测量区域均匀度评价
3.3.4 圆形测量区域流态对传感器输出特性影响
3.4 本章小结
第4章 外流式和集流式电磁流量传感器实验研究
4.1 引言
4.2 外流式电磁流量传感器响应特性
4.2.1 单相流实验装置及实验方法
4.2.2 清水中不同流态仪器常数分析
4.2.3 高粘度聚合物溶液与清水不同流态仪器常数分析
4.3 集流式电磁流量传感器响应特性
4.3.1 多相流实验装置及实验方法
4.3.2 油水两相流中回归方程方差分析及显著性检验
4.3.3 油水两相流中流量测量误差分析
4.3.4 清水及高粘度聚合物溶液中回归方程方差分析及显著性检验
4.3.5 清水及高粘度聚合物溶液中流量测量误差分析
4.4 本章小结
第5章 基于电磁流量传感器的高粘度单/两相流流量测量方法研究
5.1 引言
5.2 基于外流式电磁流量传感器的高粘度单相流流量测量方法
5.2.1 基于聚合物溶液中标定的流量测量方法及误差分析
5.2.2 基于清水层流流态约束的校正模型及误差分析
5.2.3 化学驱注入井现场试验验证
5.3 基于集流式电磁流量传感器的高粘度油水两相流总流量测量方法
5.3.1 高粘度油水两相流总流量测量方法及误差分析
5.3.2 化学驱产出井现场试验验证
5.4 本章小结
第6章 油气水三相流多传感器融合流量测量方法研究
6.1 引言
6.2 多传感器融合测量空间内流型辨识
6.2.1 垂直小管径实验装置搭建
6.2.2 油气水三相流流型辨识
6.3 油气水三相流多传感器融合流量测量方法
6.3.1 油气水三相流中多传感器响应规律分析
6.3.2 多传感器标定图版建立
6.3.3 油气水三相流多传感器组合解释模型建立
6.4 油气水三相流测量方法验证
6.4.1 油气水三相流测量方法误差分析
6.4.2 化学驱产出井现场试验验证
6.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于声学技术的非接触式烟气流速测量实验[J]. 陈栋,任思远,沈国清,杨杰栋,刘伟龙,安连锁. 热力发电. 2018(01)
[2]二维粒子图像测速实验中三维涡旋可测性分析[J]. 陈槐,朱立俊,范红霞,王建中,王志寰. 水科学进展. 2017(05)
[3]气体涡轮流量计在不同压力下的计量性能研究[J]. 杨国芬,曾韩谦,苏苗候,潘承泽,钱月明,郭杨严. 工业计量. 2017(01)
[4]煤层气井气水两相流分层测试技术[J]. 门相勇,闫霞,陈永昌,李忠百. 石油勘探与开发. 2017(02)
[5]阵列探针产出剖面测井仪性能评价[J]. 王淑萍. 大庆石油地质与开发. 2016(04)
[6]脉冲氧活化测井在水平井生产测井中的研究及应用[J]. 时新磊,崔云江,李兴丽,汪瑞宏. 长江大学学报(自科版). 2016(14)
[7]电磁流量计矩形与鞍状线圈感应磁场的数值仿真[J]. 杜胜雪,孔令富,李英伟. 计量学报. 2016 (01)
[8]气泡对多电极电磁流量计电流密度影响的数值仿真[J]. 杜胜雪,孔令富,李英伟,孔维航,张世龙. 中国科技论文. 2015(08)
[9]高流速两相流下电磁流量计测量机理研究[J]. 王月明,孔令富,刘兴斌,张玉辉. 测井技术. 2015(01)
[10]多电极电磁流量计权重函数的仿真研究[J]. 孔令富,杜胜雪,李英伟. 计量学报. 2015 (01)
硕士论文
[1]MAPS持率成像处理方法研究[D]. 杨睿.长江大学 2016
[2]水平井测井及仪器输送方法研究[D]. 姜岳庆.东北石油大学 2013
本文编号：3259444
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 国内外研究现状与分析
1.2.1 油水两相流流量测量方法研究现状
1.2.2 油气水三相流流量测量方法研究现状
1.2.3 基于电磁的多相流流量测量方法研究现状
1.3 本文的主要研究内容
第2章 井下电磁流量传感器理论分析与模型建立
2.1 引言
2.2 外流式和集流式电磁流量传感器的工作原理
2.3 外流式电磁流量传感器理论模型建立
2.3.1 外流式电磁流量传感器响应方程
2.3.2 外流式电磁流量传感器权重函数模型
2.3.3 外流式电磁流量传感器磁感应强度函数模型
2.4 集流式电磁流量传感器理论模型建立
2.4.1 集流式电磁流量传感器响应方程
2.4.2 集流式电磁流量传感器权重函数模型
2.4.3 集流式电磁流量传感器磁感应强度函数模型
2.5 本章小结
第3章 外流式和集流式电磁流量传感器输出特性数值分析
3.1 引言
3.2 外流式电磁流量传感器环形测量区域输出特性数值分析
3.2.1 环形测量区域权重函数对感应电势影响
3.2.2 环形测量区域磁感应强度对感应电势影响
3.2.3 环形测量区域流态对传感器输出特性影响
3.2.4 外流式电磁流量传感器流量测量误差分析
3.3 集流式电磁流量传感器圆形测量区域输出特性数值分析
3.3.1 圆形测量区域权重函数对感应电势影响
3.3.2 圆形测量区域磁感应强度对感应电势影响
3.3.3 圆形测量区域均匀度评价
3.3.4 圆形测量区域流态对传感器输出特性影响
3.4 本章小结
第4章 外流式和集流式电磁流量传感器实验研究
4.1 引言
4.2 外流式电磁流量传感器响应特性
4.2.1 单相流实验装置及实验方法
4.2.2 清水中不同流态仪器常数分析
4.2.3 高粘度聚合物溶液与清水不同流态仪器常数分析
4.3 集流式电磁流量传感器响应特性
4.3.1 多相流实验装置及实验方法
4.3.2 油水两相流中回归方程方差分析及显著性检验
4.3.3 油水两相流中流量测量误差分析
4.3.4 清水及高粘度聚合物溶液中回归方程方差分析及显著性检验
4.3.5 清水及高粘度聚合物溶液中流量测量误差分析
4.4 本章小结
第5章 基于电磁流量传感器的高粘度单/两相流流量测量方法研究
5.1 引言
5.2 基于外流式电磁流量传感器的高粘度单相流流量测量方法
5.2.1 基于聚合物溶液中标定的流量测量方法及误差分析
5.2.2 基于清水层流流态约束的校正模型及误差分析
5.2.3 化学驱注入井现场试验验证
5.3 基于集流式电磁流量传感器的高粘度油水两相流总流量测量方法
5.3.1 高粘度油水两相流总流量测量方法及误差分析
5.3.2 化学驱产出井现场试验验证
5.4 本章小结
第6章 油气水三相流多传感器融合流量测量方法研究
6.1 引言
6.2 多传感器融合测量空间内流型辨识
6.2.1 垂直小管径实验装置搭建
6.2.2 油气水三相流流型辨识
6.3 油气水三相流多传感器融合流量测量方法
6.3.1 油气水三相流中多传感器响应规律分析
6.3.2 多传感器标定图版建立
6.3.3 油气水三相流多传感器组合解释模型建立
6.4 油气水三相流测量方法验证
6.4.1 油气水三相流测量方法误差分析
6.4.2 化学驱产出井现场试验验证
6.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于声学技术的非接触式烟气流速测量实验[J]. 陈栋,任思远,沈国清,杨杰栋,刘伟龙,安连锁. 热力发电. 2018(01)
[2]二维粒子图像测速实验中三维涡旋可测性分析[J]. 陈槐,朱立俊,范红霞,王建中,王志寰. 水科学进展. 2017(05)
[3]气体涡轮流量计在不同压力下的计量性能研究[J]. 杨国芬,曾韩谦,苏苗候,潘承泽,钱月明,郭杨严. 工业计量. 2017(01)
[4]煤层气井气水两相流分层测试技术[J]. 门相勇,闫霞,陈永昌,李忠百. 石油勘探与开发. 2017(02)
[5]阵列探针产出剖面测井仪性能评价[J]. 王淑萍. 大庆石油地质与开发. 2016(04)
[6]脉冲氧活化测井在水平井生产测井中的研究及应用[J]. 时新磊,崔云江,李兴丽,汪瑞宏. 长江大学学报(自科版). 2016(14)
[7]电磁流量计矩形与鞍状线圈感应磁场的数值仿真[J]. 杜胜雪,孔令富,李英伟. 计量学报. 2016 (01)
[8]气泡对多电极电磁流量计电流密度影响的数值仿真[J]. 杜胜雪,孔令富,李英伟,孔维航,张世龙. 中国科技论文. 2015(08)
[9]高流速两相流下电磁流量计测量机理研究[J]. 王月明,孔令富,刘兴斌,张玉辉. 测井技术. 2015(01)
[10]多电极电磁流量计权重函数的仿真研究[J]. 孔令富,杜胜雪,李英伟. 计量学报. 2015 (01)
硕士论文
[1]MAPS持率成像处理方法研究[D]. 杨睿.长江大学 2016
[2]水平井测井及仪器输送方法研究[D]. 姜岳庆.东北石油大学 2013
本文编号：3259444
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