插入式低流速高含水油水两相流测量方法研究

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我国陆地多数油田已进入中晚期石油开采阶段。由于长期注水开采和油层低渗低产的特点,油井内油水两相流呈现低流速高含水的流动特点。研究低流速高含水油水两相流流动参数测量方法对改善油井生产特性及优化油藏管理具有重要意义。本文开发了一种用于低流速高含水油水两相流流动参数测量的插入式电导传感器。采用有限元分析方法优化了插入式电导传感器几何尺寸,并设计了电导传感器的信号调理模块。在油水总流量0.5方/天至7方/天,含水率10%-98%的范围内进行了两相流动态实验。实验中,观察到了水包油段塞流、水包油泡状流和水包油细小泡状流三种典型流型。对插入式电导传感器测量特性取得如下创新性研究成果:1.采用ANSYS有限元分析软件分析了插入式电导传感器电场分布特性,考察了电极附近的灵敏度场特征;采用计算流体力学方法(CFD)考察了插入体周围流场分布特性;综合电场及流场分布结果,最终优化设计了插入式电导传感器几何尺寸。动态实验结果表明:该电导传感器对水包油段塞流、水包油泡状流和水包油细小泡状流具有较好的相含率及相关流速测量特性2.在测量油水两相流分相持率的基础上,提取了两相流漂移模型中的流动参数,并依据相关流速测量结果,建立了低流速高含水油水两相流总流量测量模型。动态实验结果表明:在油水总流量0.5方/天至7方/天、含水率10%-98%的范围内,取得了较高精度的总流量和分相含率预测结果。3.采用递归图和递归定量分析对低流速高含水油水两相流动特性进行了分析,发现三种水包油流型在递归率、确定性、熵差异明显,较好地表征了油水两相流动力学特性变化。
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