动液面测量中的声波特性数值模拟与应用研究
发布时间：2020-12-05 22:05
实际油气井开采过程中,随着井深增加,实时测量动液面深度误差增大,对分析、解释地层的有关参数和制定合理的生产规划造成困难。为了提高测量动液面深度的精度,各种动液面深度测量方法被提出,而现有的测量方法不但没有对测量对象的产生机理做深入研究,即没有对声波在油套环空中传播时产生的回波特性进行系统性研究,而且油套环空中声速计算方法在抗噪性和稳定性方面较差。本文采用数值模拟和全相位FFT方法相结合,从油套环空间声速的准确确定和液面波的位置确定两方面来进行研究。论文主要对以下几个方面展开研究:(1)研究油套环空中反射波特性。针对液面波位置不易辨识的问题,基于COMSOL多物理场有限元软件,分别构建接箍、射孔、凹陷、液面的油套环空声波传播模型,研究不同极性信号源激励时响应特性并分析接箍反射波波形影响因素。结果表明:信号源极性为正(负)时,接箍反射信号先正(负)后负(正);射孔反射信号先负(正)后正(负);套管内界面腐蚀或凹陷情况下反射信号波形与射孔反射信号波形一致;液面反射信号与发射信号源同极性。信号源为正负叠加源时,响应波形为叠加源的首峰极性源与其相反极性源单独作用时的响应叠加所得。接箍半径、油套环...
【文章来源】：西安石油大学陕西省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
声波传播模型中不同部分物理模型
12（c）信号源处网格剖分（d）射孔网格剖分图2-3油套环空间声波传播模型网格剖分2.4油套环空中声波传播响应特性分析在动液面深度检测中，油管接箍波的准确判定，可有效地计算油套环空间声速计算。基于此，为了明确声波在油套环空中向下传播时遇到接箍、射孔、套管内界面的腐蚀或套管凹陷和液面的反射波形态,通过COMSOL有限元分析软件分别构建对应的三维立体模型并研究其声波反射特性，如图2-4所示。图2-4接箍（左）、射孔（中）和套管内界面凹陷(右)三维立体图2.4.1接箍反射波数值模拟及特性分析2.4.1.1突变横截面积数值模拟及特性分析为明确接箍波形成机理，把接箍上下表面分为两方面进行研究，基于COMSOL有限元分析软件构建突变横截面积三维立体模型：○1油管横截面积不变，套管横截面积由大变小模型如图2-5（左）；○2油管横截面积不变，套管横截面积由小变大模型如图2-5
12（c）信号源处网格剖分（d）射孔网格剖分图2-3油套环空间声波传播模型网格剖分2.4油套环空中声波传播响应特性分析在动液面深度检测中，油管接箍波的准确判定，可有效地计算油套环空间声速计算。基于此，为了明确声波在油套环空中向下传播时遇到接箍、射孔、套管内界面的腐蚀或套管凹陷和液面的反射波形态,通过COMSOL有限元分析软件分别构建对应的三维立体模型并研究其声波反射特性，如图2-4所示。图2-4接箍（左）、射孔（中）和套管内界面凹陷(右)三维立体图2.4.1接箍反射波数值模拟及特性分析2.4.1.1突变横截面积数值模拟及特性分析为明确接箍波形成机理，把接箍上下表面分为两方面进行研究，基于COMSOL有限元分析软件构建突变横截面积三维立体模型：○1油管横截面积不变，套管横截面积由大变小模型如图2-5（左）；○2油管横截面积不变，套管横截面积由小变大模型如图2-5
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊评估自适应更新的油井动液面软测量建模[J]. 王通,段泽文. 化工学报. 2019(12)
[2]环空带压气井液位测试方法改进研究及应用[J]. 张喜明,樊建春,代濠源,刘迪,吕宁贻,梁政伟,文敏. 中国安全生产科学技术. 2017(10)
[3]无窗全相位FFT/FFT相位差频移补偿频率估计器[J]. 黄翔东,王越冬,靳旭康,吕卫. 电子与信息学报. 2016(05)
[4]基于多源信息特征融合的抽油井动液面集成软测量建模[J]. 李翔宇,高宪文,李琨,侯延彬. 化工学报. 2016(06)
[5]基于管柱声场模型的油井动液面检测新方法[J]. 周伟,贾威,郭小渝,李太福,易军. 西南石油大学学报(自然科学版). 2015(04)
[6]基于超声波和云测试的油井液面测试系统研究[J]. 张朋,杨益,范福玲,常静. 计算机测量与控制. 2015(06)
[7]基于在线动态高斯过程回归抽油井动液面软测量建模[J]. 李翔宇,高宪文,侯延彬. 化工学报. 2015(06)
[8]低频声波油井液面检测方法研究[J]. 刘迎新,杨亦春,韩宝坤,肖颖,郭泉. 应用声学. 2015(01)
[9]自适应软测量方法在动液面预测中的研究与应用[J]. 王通,高宪文,刘文芳. 化工学报. 2014(12)
[10]井下泵功图获取动液面深度的计算方法[J]. 杨志,蔡龙浩,胡茜茜,赵春立,靳永红. 石油地质与工程. 2013(03)
博士论文
[1]有杆泵采油过程动液面软测量方法研究[D]. 李翔宇.东北大学 2016
硕士论文
[1]基于声波信号盲分离的井下液面深度检测研究[D]. 张鹏.西南科技大学 2016
[2]基于多模型融合的有杆泵抽油井动液位软测量方法研究[D]. 聂圣童.东北大学 2014
[3]声波法测油井动液面信号辨识技术研究[D]. 林立星.中国石油大学 2011
本文编号：2900170
【文章来源】：西安石油大学陕西省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
声波传播模型中不同部分物理模型
12（c）信号源处网格剖分（d）射孔网格剖分图2-3油套环空间声波传播模型网格剖分2.4油套环空中声波传播响应特性分析在动液面深度检测中，油管接箍波的准确判定，可有效地计算油套环空间声速计算。基于此，为了明确声波在油套环空中向下传播时遇到接箍、射孔、套管内界面的腐蚀或套管凹陷和液面的反射波形态,通过COMSOL有限元分析软件分别构建对应的三维立体模型并研究其声波反射特性，如图2-4所示。图2-4接箍（左）、射孔（中）和套管内界面凹陷(右)三维立体图2.4.1接箍反射波数值模拟及特性分析2.4.1.1突变横截面积数值模拟及特性分析为明确接箍波形成机理，把接箍上下表面分为两方面进行研究，基于COMSOL有限元分析软件构建突变横截面积三维立体模型：○1油管横截面积不变，套管横截面积由大变小模型如图2-5（左）；○2油管横截面积不变，套管横截面积由小变大模型如图2-5
12（c）信号源处网格剖分（d）射孔网格剖分图2-3油套环空间声波传播模型网格剖分2.4油套环空中声波传播响应特性分析在动液面深度检测中，油管接箍波的准确判定，可有效地计算油套环空间声速计算。基于此，为了明确声波在油套环空中向下传播时遇到接箍、射孔、套管内界面的腐蚀或套管凹陷和液面的反射波形态,通过COMSOL有限元分析软件分别构建对应的三维立体模型并研究其声波反射特性，如图2-4所示。图2-4接箍（左）、射孔（中）和套管内界面凹陷(右)三维立体图2.4.1接箍反射波数值模拟及特性分析2.4.1.1突变横截面积数值模拟及特性分析为明确接箍波形成机理，把接箍上下表面分为两方面进行研究，基于COMSOL有限元分析软件构建突变横截面积三维立体模型：○1油管横截面积不变，套管横截面积由大变小模型如图2-5（左）；○2油管横截面积不变，套管横截面积由小变大模型如图2-5
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊评估自适应更新的油井动液面软测量建模[J]. 王通,段泽文. 化工学报. 2019(12)
[2]环空带压气井液位测试方法改进研究及应用[J]. 张喜明,樊建春,代濠源,刘迪,吕宁贻,梁政伟,文敏. 中国安全生产科学技术. 2017(10)
[3]无窗全相位FFT/FFT相位差频移补偿频率估计器[J]. 黄翔东,王越冬,靳旭康,吕卫. 电子与信息学报. 2016(05)
[4]基于多源信息特征融合的抽油井动液面集成软测量建模[J]. 李翔宇,高宪文,李琨,侯延彬. 化工学报. 2016(06)
[5]基于管柱声场模型的油井动液面检测新方法[J]. 周伟,贾威,郭小渝,李太福,易军. 西南石油大学学报(自然科学版). 2015(04)
[6]基于超声波和云测试的油井液面测试系统研究[J]. 张朋,杨益,范福玲,常静. 计算机测量与控制. 2015(06)
[7]基于在线动态高斯过程回归抽油井动液面软测量建模[J]. 李翔宇,高宪文,侯延彬. 化工学报. 2015(06)
[8]低频声波油井液面检测方法研究[J]. 刘迎新,杨亦春,韩宝坤,肖颖,郭泉. 应用声学. 2015(01)
[9]自适应软测量方法在动液面预测中的研究与应用[J]. 王通,高宪文,刘文芳. 化工学报. 2014(12)
[10]井下泵功图获取动液面深度的计算方法[J]. 杨志,蔡龙浩,胡茜茜,赵春立,靳永红. 石油地质与工程. 2013(03)
博士论文
[1]有杆泵采油过程动液面软测量方法研究[D]. 李翔宇.东北大学 2016
硕士论文
[1]基于声波信号盲分离的井下液面深度检测研究[D]. 张鹏.西南科技大学 2016
[2]基于多模型融合的有杆泵抽油井动液位软测量方法研究[D]. 聂圣童.东北大学 2014
[3]声波法测油井动液面信号辨识技术研究[D]. 林立星.中国石油大学 2011
本文编号：2900170
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/2900170.html
