本文選題：油氣井出砂監(jiān)測(cè) + 聲測(cè)法�。� 參考：《西安石油大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：在石油和天然氣的生產(chǎn)過(guò)程中,由于地質(zhì)因素和開采作業(yè)的影響使得產(chǎn)出液或產(chǎn)出氣中往往伴隨著固體砂粒,由此帶來(lái)的油氣井出砂問(wèn)題給生產(chǎn)和環(huán)境都造成了嚴(yán)重的影響,因此有必要對(duì)油氣井出砂進(jìn)行監(jiān)測(cè),以指導(dǎo)油氣田生產(chǎn),并避免對(duì)環(huán)境造成的破壞。本文對(duì)包括出砂監(jiān)測(cè)理論模型在內(nèi)的一系列出砂監(jiān)測(cè)理論進(jìn)行了研究,建立了包括出砂監(jiān)測(cè)傳感器、出砂信號(hào)調(diào)理電路、出砂信號(hào)采集電路以及上位機(jī)軟件在內(nèi)的一套油氣井出砂地面監(jiān)測(cè)系統(tǒng),可用于油氣井出砂的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)基于聲測(cè)法原理,采用非接觸式測(cè)量方式,通過(guò)無(wú)源傳感器、信號(hào)調(diào)理采集箱和上位機(jī)的合理組成結(jié)構(gòu),采用stm32控制內(nèi)部AD對(duì)出砂信號(hào)進(jìn)行采集,實(shí)現(xiàn)了儀器的小型化、便攜化和低功耗,順應(yīng)了出砂監(jiān)測(cè)儀器的發(fā)展趨勢(shì)。系統(tǒng)在監(jiān)測(cè)時(shí),將傳感器安裝在地面管道的彎管處,通過(guò)傳感器檢測(cè)砂粒撞擊管壁產(chǎn)生的振動(dòng),并將攜帶出砂量信息的振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),通過(guò)線纜將出砂信號(hào)傳輸至信號(hào)調(diào)理箱,在信號(hào)調(diào)理箱內(nèi)部通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路和信號(hào)采集電路完成對(duì)出砂信號(hào)的預(yù)處理和采集,最后利用上位機(jī)軟件對(duì)出砂信號(hào)進(jìn)一步處理后將出砂量信息顯示出來(lái),得到油氣井的出砂量信息,實(shí)現(xiàn)了對(duì)井下出砂情況的地面監(jiān)測(cè)。本文還開展了大量的室內(nèi)外試驗(yàn),對(duì)整個(gè)系統(tǒng)在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境和室外現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下的工作性能進(jìn)行了測(cè)試,結(jié)果表明,該系統(tǒng)能夠適應(yīng)直徑100μm及其以上的砂粒,在不低于10m/s流速的條件下檢測(cè)到出砂,并能夠?qū)⒄`差控制在19%以內(nèi),從而驗(yàn)證了系統(tǒng)能夠在多種井況下長(zhǎng)時(shí)間可靠穩(wěn)定地工作,并可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況靈活地選擇供電方式,對(duì)于油氣井出砂監(jiān)測(cè)具有實(shí)際的應(yīng)用意義。
[Abstract]:In the process of oil and gas production, because of geological factors and the influence of mining operation, the produced liquid or gas is often accompanied by solid sand particles, and the sand production problem of oil and gas wells has caused serious impact on production and environment. Therefore, it is necessary to monitor sand production of oil and gas wells in order to guide oil and gas field production and avoid environmental damage. In this paper, a series of sand production monitoring theories, including the sand production monitoring theory model, have been studied, and the sand-producing monitoring sensor and the signal conditioning circuit for sand production have been established. A set of surface monitoring system for sand production of oil and gas wells can be used to monitor the sand production of oil and gas wells in real time and on line, including the signal acquisition circuit of sand production and the software of upper computer. Based on the principle of acoustic measurement, the system adopts non-contact measurement method, through passive sensor, signal conditioning acquisition box and the reasonable structure of the upper computer, and adopts stm32 control internal AD to collect the sand signal, and realizes the miniaturization of the instrument. Portable and low power consumption conform to the development trend of sand production monitoring instrument. When the system is monitoring, the sensor is installed at the bend of the pipe on the ground. The vibration caused by the sand particles hitting the pipe wall is detected by the sensor, and the vibration signal with the sand quantity information is converted into an electric signal. The sand-out signal is transmitted to the signal conditioning box through cable, and the signal conditioning circuit and signal acquisition circuit are used to preprocess and collect the sand out signal in the signal conditioning box. Finally, the sand production information of oil and gas wells is obtained by further processing the sand production signal with the upper computer software, and the surface monitoring of sand production situation is realized. In this paper, a large number of indoor and outdoor tests have been carried out to test the performance of the whole system in indoor laboratory environment and outdoor field environment. The results show that the system can adapt to sand with diameter of 100 渭 m or more. Under the condition of no less than 10m/s velocity, sand production can be detected, and the error can be controlled within 19%. It is proved that the system can work reliably and stably for a long time under various well conditions, and can flexibly choose the power supply mode according to the actual situation in the field. It has practical application significance for sand production monitoring of oil and gas wells.
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TE938

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本文編號(hào)：2017059