【摘 要】
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目前我国大多数陆上油田已经进入高含水阶段,采出液具有“低产油、高含水”的特点,而精确的含水率测量对实时调整油井开采参数和开采策略,提高采收率、减低成本、延长油田寿命都有着重要意义。由于油井采出液电特性与含水率有着对应关系,通过测量油水两相流的电特性参数以获取含水率成为当前研究的热点。本文借鉴生物医学领域电导率测量技术,提出基于磁声耦合效应的油水两相流电导率测量方法,并开展激励方式的研究工作。文中首
【基金项目】
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陕西省科技重点研发项目（2019GY-100、2021GY-168）； 陕西省教育厅重点实验室项目（15JS095）； “磁声耦合油水两相流电导率测量模型仿真研究”西安石油大学研究生创新与实践能力培养计划项目（YCS21113126）；
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目前我国大多数陆上油田已经进入高含水阶段,采出液具有“低产油、高含水”的特点,而精确的含水率测量对实时调整油井开采参数和开采策略,提高采收率、减低成本、延长油田寿命都有着重要意义。由于油井采出液电特性与含水率有着对应关系,通过测量油水两相流的电特性参数以获取含水率成为当前研究的热点。本文借鉴生物医学领域电导率测量技术,提出基于磁声耦合效应的油水两相流电导率测量方法,并开展激励方式的研究工作。文中首先介绍了磁声耦合效应工作机理,分析了感应式和注入式两种激励方式的优缺点,鉴于感应式为非接触式测量,具有安全性高、易实现的特点,选择感应式磁声耦合技术为研究内容。构建以管道内油水两相流介质为研究对象的结构模型,利用Comsol Multiphysics仿真软件,分析了电流频率、静磁铁位置、激励线圈位置、线圈匝数等参数对测量结果的影响,从而优化结构和激励参数。研究基于FPGA+DDS结构的激励信号发生装置,其频率和波形可调;根据电导率测量系统,对系统各个模块进行了设计和选型,并进行了模型性能测试,以满足应用要求。设计室内实验方案、搭建实验平台。通过铜环实验,对仿真确定的激励结构和激励参数进行实验验证,确定了最佳激励为大小2A、频率1MHz的正弦单脉冲;对流型为分层流的油水两相流分层进行测试实验,结果显示:感应式磁声耦合的油水两相流电导率测量实验中可接收到激发出的超声信号,可从超声信号时域图中分辨出油水两相的电导率分布情况,从而获得含水率和流型。
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