射频法原油含水率测量精度的关键影响因素分析
发布时间：2021-04-21 14:08
原油含水率是实施油田智能化开采的重要参数,对注水井开采工艺具有指导性作用。根据含水率的测量情况,可以制定各生产层的最佳开采策略,调整开采方案以达到多储层优化开采的需要。原油含水率的精确测量是分层采油、分层测试、分层控制等智能完井技术的坚实基础。本文旨在分析影响射频法原油含水率测量精度的关键因素。基于高频电磁波在油水介质中传播的电场特性,分析了传统的基于单极平行双天线测量模型存在的问题,提出了基于螺旋天线结构的含水率测量模型,利用COMSOL多物理场仿真软件,对管道内螺旋天线结构在不同含水比例的油水介质中的电磁场变化情况进行了仿真,验证了螺旋天线结构的含水率测量模型的可行性,提高了含水率的测量区间和灵敏度;通过优化测量装置的结构,使含水率测量仪更适用于油田现场工况;并根据流体特性中介电常数的偏移特性设计了非线性补偿算法,降低了含水率测量的误差。对含水率测量电路系统的各模块进行了级联调试,改进了射频信号源、调制解调及数据通信等电路,使得含水率测量装置可以在高温高压的井下环境中稳定工作。搭建了室内循环试验平台,进行了含水率测量实验。实验结果表明,本文所设计的基于螺旋天线的含水率测量装置经过测...
【文章来源】：西安石油大学陕西省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内外含水率主要的测量方法
1.2.2 国内外含水率的测量仪器及误差校正方法
1.3 本文的主要研究内容及组织结构
1.4 本章小结
第二章 射频法含水率检测原理及误差分析
2.1 基于单极天线的射频法含水率检测原理
2.1.1 电磁波电场的相频特性分析
2.1.2 电磁波电场的幅频特性分析
2.1.3 基于单极天线的电场检测模型设计
2.2 基于单极天线的射频法含水率检测误差分析
2.2.1 电场检测模型误差及测量装置的系统误差分析
2.2.2 油水流体特性偏移的误差分析
2.3 本章小结
第三章 射频法含水率检测模型的优化
3.1 基于螺旋天线的电场检测模型设计
3.2 两种天线对油水介质的电场幅度变化特性分析
3.3 管道内螺旋天线结构仿真设计及实验结果
3.3.1 仿真设计
3.3.2 仿真实验结果及分析
3.4 基于管道内螺旋天线的含水率测量装置设计
3.5 本章小结
第四章 射频法含水率测量装置的硬件电路设计
4.1 硬件系统整体设计方案
4.2 射频信号源电路的设计
4.2.1 地面管道射频信号源的设计
4.2.2 井下管道射频信号源的设计
4.3 信号放大电路的设计
4.4 调制解调电路的设计
4.4.1 功率检波电路的设计
4.4.2 幅度检测电路的设计
4.5 通信电路的设计
4.6 数据存储电路的设计
4.7 主控电路的设计
4.8 电源电路的设计
4.9 硬件电路实现
4.10 本章小结
第五章 实验及结果分析
5.1 单极天线与螺旋天线测量结果分析
5.2 油水混合液转相校正方法
5.3 校正结果及分析
5.4 大循环系统试验
5.4.1 室内大循环试验系统组装调试
5.4.2 室内大循环试验结果及分析
5.5 室外实验
5.6 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 本文完成的工作
6.2 本文的创新点
6.3 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]原油含水在线检测影响因素的研究[J]. 董鹏敏,徐新宇,叶子浩,田航. 云南化工. 2019(12)
[2]新型在线含水分析仪在西北油田的应用[J]. 王少松,谈得芳. 化工自动化及仪表. 2019(12)
[3]基于电导法的原油含水率测量改进方法[J]. 尤波,孙瑞达,张天勇. 传感技术学报. 2019(09)
[4]原油含水率测量技术综述[J]. 唐颖,崔立宏. 石油知识. 2019(03)
[5]一种基于CAV424的电容含水率测量系统设计[J]. 马舜祺,刘兴斌,荣远宏,侯昱东,王延军,付长凤,韩连福. 石油管材与仪器. 2019(02)
[6]含水率对油包水乳状液流变和析蜡特性分析[J]. 张亚鑫,李思,王卫强,王国付,项楠,黄悦. 石油化工高等学校学报. 2019(02)
[7]电磁波在导电媒质中传播时的matlab仿真[J]. 刘海霞,张英杰. 广东通信技术. 2019(03)
[8]一种新型原油含水率检测仪的设计与开发[J]. 王连庆,郑红梅,刘锦晨. 电子测量技术. 2018(22)
[9]射频法原油含水率测量中的幅度检波方法分析[J]. 贾惠芹,韩宏军,孙娅娅,孙宝全. 传感技术学报. 2018(10)
[10]一种高精度原油含水率在线测量系统的研究[J]. 高国旺,王永超,贾惠芹,韩宏军,孙娅娅. 国外电子测量技术. 2018(08)
博士论文
[1]高功率微波器件和电路的电磁兼容研究和设计[D]. 张金玲.北京邮电大学 2009
硕士论文
[1]高含水油井含水率在线检测系统的研究[D]. 李晓辉.西安石油大学 2018
[2]原油含水率测量技术研究[D]. 贺国强.西安石油大学 2017
[3]高频电磁波测量原油含水率技术研究[D]. 马文涛.西安石油大学 2016
[4]基于微波传输特性的原油含水率测量方法研究[D]. 黄芬.西安电子科技大学 2015
[5]基于电容法的原油含水率测量系统研究[D]. 王达.太原科技大学 2013
[6]微波近场辐射的研究[D]. 杨丽丽.山东大学 2009
[7]γ射线原油含水率检测系统的研究[D]. 田晶京.天津大学 2005
本文编号：3151902
【文章来源】：西安石油大学陕西省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内外含水率主要的测量方法
1.2.2 国内外含水率的测量仪器及误差校正方法
1.3 本文的主要研究内容及组织结构
1.4 本章小结
第二章 射频法含水率检测原理及误差分析
2.1 基于单极天线的射频法含水率检测原理
2.1.1 电磁波电场的相频特性分析
2.1.2 电磁波电场的幅频特性分析
2.1.3 基于单极天线的电场检测模型设计
2.2 基于单极天线的射频法含水率检测误差分析
2.2.1 电场检测模型误差及测量装置的系统误差分析
2.2.2 油水流体特性偏移的误差分析
2.3 本章小结
第三章 射频法含水率检测模型的优化
3.1 基于螺旋天线的电场检测模型设计
3.2 两种天线对油水介质的电场幅度变化特性分析
3.3 管道内螺旋天线结构仿真设计及实验结果
3.3.1 仿真设计
3.3.2 仿真实验结果及分析
3.4 基于管道内螺旋天线的含水率测量装置设计
3.5 本章小结
第四章 射频法含水率测量装置的硬件电路设计
4.1 硬件系统整体设计方案
4.2 射频信号源电路的设计
4.2.1 地面管道射频信号源的设计
4.2.2 井下管道射频信号源的设计
4.3 信号放大电路的设计
4.4 调制解调电路的设计
4.4.1 功率检波电路的设计
4.4.2 幅度检测电路的设计
4.5 通信电路的设计
4.6 数据存储电路的设计
4.7 主控电路的设计
4.8 电源电路的设计
4.9 硬件电路实现
4.10 本章小结
第五章 实验及结果分析
5.1 单极天线与螺旋天线测量结果分析
5.2 油水混合液转相校正方法
5.3 校正结果及分析
5.4 大循环系统试验
5.4.1 室内大循环试验系统组装调试
5.4.2 室内大循环试验结果及分析
5.5 室外实验
5.6 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 本文完成的工作
6.2 本文的创新点
6.3 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]原油含水在线检测影响因素的研究[J]. 董鹏敏,徐新宇,叶子浩,田航. 云南化工. 2019(12)
[2]新型在线含水分析仪在西北油田的应用[J]. 王少松,谈得芳. 化工自动化及仪表. 2019(12)
[3]基于电导法的原油含水率测量改进方法[J]. 尤波,孙瑞达,张天勇. 传感技术学报. 2019(09)
[4]原油含水率测量技术综述[J]. 唐颖,崔立宏. 石油知识. 2019(03)
[5]一种基于CAV424的电容含水率测量系统设计[J]. 马舜祺,刘兴斌,荣远宏,侯昱东,王延军,付长凤,韩连福. 石油管材与仪器. 2019(02)
[6]含水率对油包水乳状液流变和析蜡特性分析[J]. 张亚鑫,李思,王卫强,王国付,项楠,黄悦. 石油化工高等学校学报. 2019(02)
[7]电磁波在导电媒质中传播时的matlab仿真[J]. 刘海霞,张英杰. 广东通信技术. 2019(03)
[8]一种新型原油含水率检测仪的设计与开发[J]. 王连庆,郑红梅,刘锦晨. 电子测量技术. 2018(22)
[9]射频法原油含水率测量中的幅度检波方法分析[J]. 贾惠芹,韩宏军,孙娅娅,孙宝全. 传感技术学报. 2018(10)
[10]一种高精度原油含水率在线测量系统的研究[J]. 高国旺,王永超,贾惠芹,韩宏军,孙娅娅. 国外电子测量技术. 2018(08)
博士论文
[1]高功率微波器件和电路的电磁兼容研究和设计[D]. 张金玲.北京邮电大学 2009
硕士论文
[1]高含水油井含水率在线检测系统的研究[D]. 李晓辉.西安石油大学 2018
[2]原油含水率测量技术研究[D]. 贺国强.西安石油大学 2017
[3]高频电磁波测量原油含水率技术研究[D]. 马文涛.西安石油大学 2016
[4]基于微波传输特性的原油含水率测量方法研究[D]. 黄芬.西安电子科技大学 2015
[5]基于电容法的原油含水率测量系统研究[D]. 王达.太原科技大学 2013
[6]微波近场辐射的研究[D]. 杨丽丽.山东大学 2009
[7]γ射线原油含水率检测系统的研究[D]. 田晶京.天津大学 2005
本文编号：3151902
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