摘要:針(zhēn)對目前油田低産(chǎn)液井數量增多,測(cè)試難度不斷♉變大(da)的問題,研制一種(zhǒng)可以在低流量下(xia)進行測試的流量(liàng)測井儀。在電導相(xiang)關流量測量原理(li)基礎上,對儀器傳(chuan)感器結構進行改(gai)進,用于低流量條(tiao)件的測量。對截面(miàn)相☀️關流量測井儀(yi)在多相流實驗裝(zhuang)置進行油水兩相(xiang)流動态模拟實驗(yàn)😄，總結出截面🌈電導(dǎo)相關流量測井儀(yi)在油水兩相流低(dī)流量下的響應規(gui)律。實驗數據分析(xī)表明,截面🈲電導相(xiàng)關流量測井儀在(zai)油水兩相流下的(de) 測量範圍🐉爲10m3/d以下(xia)。
0引言
　　低産液井具(ju)有間歇出液和産(chǎn)液量低等特點,在(zai)對油🈚水總量和含(han)水率的測量中，需(xū)要對傳統測量技(jì)術進行更新,以适(shì)應低産液井的測(ce)量。電導相關流量(liang)測井儀單是針對(dui)油田高含水開發(fa)期研制的應💁用于(yu)井下油水兩相流(liu)流量測井儀,具有(you)無可動部件和阻(zǔ)流元件5231、儀表常數(shù)穩定等優點,已經(jīng)應用于🈚現場，并取(qu)得了良好的應用(yòng)效果。但電導相關(guān)流量測井儀測量(liàng)低流量效果不佳(jia),主要🈲因爲傳感器(qi)結構并非針對低(dī)流量設計。
　　截面相(xiàng)關流量計是在電(diàn)導相關流量測井(jing)儀的基礎.上,對原(yuan)傳感器的結構進(jin)行了優化設計,采(cai)用 式測量方式降(jiàng)低油水相間🏃‍♀️滑脫(tuō)及相分布影響，以(yǐ)提高油水兩相流(liu)💃🏻總流量相關測量(liàng)的有效性,改善在(zai)低流量範圍的測(ce)量🈚效果。在多相流(liu)模拟裝置上,本🚶‍♀️文(wen)采用油水兩相流(liu)開展室内動态實(shi)♋驗,研究截面相關(guān)流量計在低流量(liang)(0.5~10m3/d)範圍内的響應規(gui)律,爲該儀器應用(yòng)到低流量情況下(xià)🌈的生産測井中提(tí)供借鑒㊙️。
1儀器結構(gòu)與工作原理
1.1傳感(gǎn)器結構
　　截面相關(guān)流量計儀器傳感(gǎn)器的結構如圖1所(suo)示,由下至上依次(ci)爲集流傘、傳感器(qi)及電路筒。其中,絕(jué)緣筒的内側壁上(shang)分别鑲嵌下遊地(dì)電極和上遊地電(dian)極,下遊地電極🌍和(he)上遊地電極均爲(wei)環狀金屬電極，下(xia)遊地電極與下遊(yóu)測量電極處于同(tong)一水平面上，形成(chéng)一對下測量電極(jí)對;上遊地電極與(yu)上遊測量電極處(chu)于同⭕一水平面.上(shang),形成一對上測量(liàng)電極對。
 
1.2儀器測量(liang)原理
　　當油水兩相(xiang)流體從傳感器内(nèi)流過時,流體阻抗(kang)的随機變化對作(zuo)用在上下遊傳感(gǎn)器.上的交變恒定(dìng)電.流産生⭐随機調(diào)制作用，上下遊傳(chuan)感器的輸出會随(sui)着調制作用産生(shēng)相應的變化，由各(gè)自的信号處理電(diàn)路解🚶調出随機🎯流(liu)動噪聲信号x(t)和y(t)。2個(gè)傳感器中的輸出(chū)信号一緻,隻是其(qí)✏️中一路信号在時(shi)間上延遲了τo,把2路(lù)流動噪聲信号進(jin)行互相關運算，互(hu)相關💛函數表達式(shì)爲
 
　　當τ=τo時,Rxr(τ)取到最大(da)值1時,即x(t)和y(t)波形一(yī)緻,這個時候的τ值(zhi)🥰就是流體從上遊(yóu)流至下遊對應的(de)渡越時間。在理想(xiang)狀🏃🏻态下💰,流速的表(biao)達式爲
V=L/τo（4）
即爲所求(qiú)的時間。
　　儀器工作(zuò)時,在上下遊測量(liang)電極加20kHz頻率的正(zheng)弦波激勵☂️信号,得(dé)🔞到的噪聲信号在(zai)放大、解調及濾波(bo)後,上傳至地面相(xiàng)關信号處理系統(tǒng)。
　　儀器傳感器絕緣(yuán)筒内徑設計爲16mm,絕(jué)緣棒.外徑設計爲(wei)5mm,根據經😄驗，上下遊(you)電極距L選擇爲絕(jue)緣筒内徑d的0.5到2倍(bei)爲宜,這裏選取🔞L的(de)長度爲10mm。傳感器截(jie)面積設爲S,流速v與(yu)渡越時間t成反比(bǐ)關系,通過流量Qv與(yu)流速v的關系Qv=86400vS,可得(dé)到圖2所示的曲線(xiàn)圖。由圖2可以看出(chu),當流量小于10m3/d,傳感(gan)🚩器的響應比較理(li)想。
 
2模拟井實驗方(fang)案
　　實驗在多相流(liu)模拟井上完成，以(yi)柴油和水作爲實(shí)驗介質。實🍓驗流量(liàng)選擇從0.5~10m3/d,流量點依(yī)次爲0.5.1.2.3.4、5、6.7、8、9m3/d與10m3/d,含水率選(xuǎn)取50%.70%、90%等3個點(因模拟(nǐ)井調㊙️節下限的限(xiàn)制,0.5m3/d僅采集了含水(shui)率♊50%的數據)。每次含(han)水率或者流量調(diào)整後,等待🌈模拟井(jǐng)筒⭕内的油水兩相(xiang)流配🌈比穩定後進(jìn)行數據記錄,記錄(lù)時間.一般爲10min。使💛用(yong)地面數據采集單(dan)元進行，上下遊2路(lù)流❌體流動噪聲信(xìn)号采集及相關流(liu)速💋、流量的處理。
3實(shí)驗結果分析與處(chù)理
　　如圖3所示，選取(qu)流量爲5m3/d、含水率分(fèn)别爲50%與90%的上下遊(you)曲線進行分❗析。從(cóng)圖3中可以看出,不(bu)同含水率下，測得(de)的上下遊曲線中(zhōng)💔,對應🌍響應波形的(de)時間差是相等的(de)。但是低含💘水率下(xià)，響應頻率比較💜高(gāo),高含水率下，響應(yīng)頻率比較低,這就(jiù)說明，這種傳感💋器(qì)獲取的🏃流量信息(xi)隻與時間有關📐，而(ér)與含水率的多少(shao)無關✉️。
 
　　圖4爲流量爲(wei)0.5.5m3/d和10m3/d時上下遊響應(yīng)相關系數與渡越(yuè)時間的關🔞系圖。爲(wei)了避免因流量增(zeng)加渡越時間縮短(duǎn)而引發的采樣率(lü)不足造✍️成信息丢(diu)失,流量0.5m3/d時采樣頻(pin)率爲🔞2kHz,采樣點數爲(wèi)4096點,流量爲5m3/d和10m3/d時采(cǎi)樣頻率爲8kHz,采樣點(diǎn)數爲8192點。
　　相同時間(jiān)内，流量越大,獲取(qǔ)的波形頻率越高(gāo)，渡越時間越短。圖(tú)♈4(a)中的渡越時間爲(wei)1382ms,圖4(b)中的渡越時間(jiān)爲41.4ms,圖4(c)中的渡越時(shí)間爲23.9ms。
 
　　根據渡越時(shi)間與流量關系,将(jiang)測得渡越時間換(huàn).算爲🤟流📧量數據,得(de)到表1。從表1中可以(yi)看出，各個含水率(lü)下的測量🐇數據與(yu)标準數據之間的(de)差别不大，含水㊙️率(lü)的影⭕響可以忽略(luè)不計,第1次🏃‍♂️測量數(shu)據和第2次測量數(shu)據之間吻合比♌較(jiào)好。對表1中的數據(ju)進行分析,得到圖(tu)5。圖5(a)對含水率50%的各(gè)個流量數據進行(hang)了拟合,得到了拟(ni)合曲線和方程，在(zai)0.5~10m3/d的✂️線性度良好，能(neng)達到🔅0.99,圖5(b)對不同含(han)水率🌈下的各🐪個流(liú)量點進行重疊,可(ke)以看出在不同含(han)水率👅下,各個流量(liang)點的測量數據與(yu)🈲複測數據吻合,具(ju)有很好的重複性(xing)和穩定性💘。
 
　　根據實(shi)驗測量結果可以(yǐ)得出，儀器在流量(liàng)不大于10m3/d、含水率🆚20%~95%時(shí)均可以正常工作(zuo)，并且儀器受含水(shui)率影響不大,線性(xìng)度和穩定度♈十分(fèn)良好,測量結果具(ju)有很好的重複性(xing),可以應用在低流(liú)量的🐆測量環境中(zhong)。
4結論
(1)這一結構尺(chǐ)寸的截面電導相(xiàng)關流量測井儀在(zai)油水兩相流中的(de)适用範圍爲(0.5~10)m3/d,在這(zhe)個區間内,儀器具(ju)有很好的🐪響應特(tè)性
(2)通過多次實驗(yàn)及複測,記錄數據(ju)表明,該儀器具有(you)良好‼️的線性度、穩(wěn)定性與重複性,爲(wèi)低流量流量測量(liàng)提供一👄種新💯的方(fāng)㊙️法.

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