光纤持气率计多相流响应规律研究

论文摘要

大庆油田和国内多数陆相沉积油田的实际生产井具有产层多、产量低等特点。随着油田开发进入高含水后期，大量油井开采过程中均伴有气体的产生，因其特殊的物理性质，导致涡轮流量和含水率测量精度的降低[1]。现有确定井下油/气/水三相流产出剖面流量和含水率的方法主要是通过测量三相流总流量、持水率、持气率以及流体密度等参数，并结合温度、压力及油/气/水的物性参数确定油/气/水的分相流量。因此，持气率是三相流流量测量中的重要参数之一，准确测量持气率具有重要的现实意义和实际的应用价值。本文从三相流国内外研究现状以及光纤传感技术发展史出发，在深入剖析由燕山大学信息学院研制的集流型光纤持气率测井仪的测试原理以及硬件结构后，在大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司三相流实验基地进行模拟井实验。本文重点要探索的是集流型光纤持气率测井仪在三相流中的响应规律，因此大部分实验也集中在油/水/气三相流中，对于水/气两相流的实验只进行了三组，分别为：（1）静水环境下持气率的测量；（2）水/气总含量为80方的环境下持气率的测量；（3）气量为10方不同含水量环境下持气率的测量。对于油/水/气三相流的实验，首先保持油、水不变，调节气的含量，从5m3/d-35m3/d，再改变油、水的含量反复进行实验。最后将数据制图，分析数据，总结规律。通过大量的实验进行归纳总结，发现现有集流型光纤持气率测井仪不适用于高含油低含水的环境下。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 创新点摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 油气水三相流持气率测量方法研究现状
• 1.3 光纤传感新型持气率测量方法
• 1.3.1 国内光纤传感器的发展概况
• 1.3.2 国外光纤传感器的发展概况
• 1.3.3 光纤传感测试技术的特点
• 1.4 论文组织安排
• 第二章 光纤持气率计传感基础理论
• 2.1 引言
• 2.2 光纤传光的理论基础
• 2.3 光纤探针传感器测量原理
• 2.4 本章小结
• 第三章 集流型光纤持气率计的硬件结构
• 3.1 引言
• 3.2 光纤探针持气率测井仪总体结构设计
• 3.2.1 传感器系统硬件组成
• 3.2.2 光发射模块
• 3.2.3 光接收模块
• 3.2.4 单片机控制模块
• 3.2.5 系统软件设计
• 3.3 本章小结
• 第四章 光纤持气率计的多相流响应特性
• 4.1 引言
• 4.2 室内测试性试验
• 4.3 模拟井实验
• 4.4 实验数据分析
• 4.4.1 水/气两相流环境下，集流型光纤探针持气率测井仪响应特性
• 4.4.2 油水气三相流环境下，集流型光纤探针持气率测井仪响应特性
• 4.4.3 五组油/水配比实测持气率与实际含气率
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要