注水井示踪电导相关流量测量方法研究

论文摘要

注入剖面测井的主要目的是了解各层的吸液量,检验注入流体是否按设计方案注入地层。只有根据准确可靠的注入剖面测井资料,对油田进行高效开发,才能保持长期稳产。目前应用于注入剖面流量测量的主要有同位素示踪方法、涡轮流量计、电磁流量计、超声波流量计、脉冲中子氧活化仪等多种方法。但目前仍然需要低成本、无放射性污染、适用于低流量注入井的流量测量方法。相关流量计具有测量精度高、重复性和一致性好、造价低廉等优点。该流量计已经成功在大庆油田的高含水油井应用,目前测井200多井次。将电导式相关流量计以集流方式应用于注入剖面的流量测量,充分发挥电导式相关流量计的优点,为中、低渗透率的注入剖面的流量测量提供一种新型可靠、经济适用的测量仪器,减少现在广泛使用的同位素示踪仪中放射性物质对人体和环境的伤害,大大降低测井成本,有着良好的发展前景。针对将电导式相关流量计应用于产出剖面和注入剖面测量时流体流动噪声的差异,借鉴示踪和相关流量测量技术原理,本文提出了应用于笼统注水井流量测量的电导示踪相关方法。由于注水井中电导率均匀分布,电导式相关流量传感器无可检测的流体流动噪声,本文进行了引进标记溶液来获得可供检测的流动噪声实验研究,确定了由高浓度的NaCl溶液作为标记溶液。对标记溶液进行了有限元流场仿真和实验研究,两者结果相符合。为了延缓标记溶液的扩散并增加流动噪声波动性,进行了向标记溶液中加入聚合物研究,并分析了聚合物溶液浓度与电导率之间的关系特性。搭建了动态实验系统,进行了注水井的动态实验。实验结果显示,把电导传感器运用相关方法来测量注水井流量的方法是可行的。该方法具有低成本、无放射性污染、线性好、流量测量下限低等优点,将会为测量注入剖面的流量测量提供一个新方法。而且也为当水为连续相的产出剖面流量测量提供一个新参考思路。为井下样机的实现提供了整机机械设计图,为进一步制造井下样机奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 注入剖面测井在油田生产中的作用
• 1.2 注水剖面测井概述
• 1.2.1 注水井流体特性分析
• 1.2.2 注水剖面测井简介
• 1.2.3 注水井测井资料的应用
• 1.3 注入剖面测井技术现状
• 1.3.1 涡轮流量计
• 1.3.2 同位素示踪测井
• 1.3.3 超声波流量计
• 1.3.4 脉冲中子氧活化测井
• 1.3.5 电磁流量计
• 1.3.6 示踪流量计
• 1.3.7 注入剖面组合测井
• 1.4 本课题的研究背景和研究内容
• 1.4.1 本课题的研究背景
• 1.4.2 本课题的研究内容
• 1.5 论文章节安排
• 第二章 电导示踪相关测量注水井流量的原理和设计
• 2.1 引言
• 2.2 电导式相关传感器应用于单相导电管流测量原理及传感器设计
• 2.2.1 电导式相关传感器应用于单相导电管流测量原理
• 2.2.2 传感器激励源及信号处理电路设计与调试
• 2.2.3 传感器中敏感器的结构设计
• 2.3 电导式相关流量传感器电场仿真
• 2.3.1 ANSYS 简介
• 2.3.2 传感器电场仿真及后处理
• 2.4 小结
• 第三章 标记溶液特性研究
• 3.1 NaCl 标记溶液的可行性分析及电导率特性
• 3.1.1 NaCl 溶液作为标记溶液的可行性
• 3.1.2 NaCl 溶液的浓度与电导率关系
• 3.1.3 小结
• 3.2 标记溶液流场仿真研究
• 3.2.1 FLOTRAN 简介
• 3.2.2 水流速度变化时的流场仿真
• 3.2.3 水流速度恒定时标记溶液浓度变化的流场仿真
• 3.2.4 小结
• 3.3 聚合物溶液电导率特性实验测量研究
• 3.3.1 自来水配制的聚合物溶液电导率测量
• 3.3.2 蒸馏水配制的聚合物溶液电导率测量
• 3.3.3 小结
• 3.4 标记溶液阻抗特性实验研究
• 3.4.1 标记溶液阻抗特性实验准备
• 3.4.2 实验结果及分析
• 3.4.3 小结
• 第四章 动态实验及数据处理
• 4.1 电导示踪相关方法原理实验
• 4.1.1 原理实验装置示意图
• 4.1.2 实验结果
• 4.2 动态实验系统介绍
• 4.3 实验结果及数据分析处理
• 4.3.1 实验结果
• 4.3.2 实验数据分析处理
• 4.3.3 小结
• 4.4 井下样机整机机械图设计
• 4.5 小结
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要