發(fā)布時間：2022-08-10 10:21

　　原油含水率的測量是監(jiān)測油井儲層特性和評價強化開采效果的重要參數(shù),也是油井生產(chǎn)的重要參數(shù)。通過實時在線、準(zhǔn)確測量原油含水率,采集油井地下儲層動態(tài)變化信息和各產(chǎn)層的生產(chǎn)狀況,綜合分析這些動態(tài)信息,可獲得油水的分布狀態(tài),實現(xiàn)對地下儲層的針對性壓裂和堵水。本文以電磁場理論為基礎(chǔ),在對含水原油等效介電常數(shù)模型研究的基礎(chǔ)上,提出了基于介電損耗原理的雙天線結(jié)構(gòu)測量含水原油等效復(fù)介電常數(shù)的模型,得出了不同比例含水原油中接收天線上的電壓,同時對射頻傳感器中的天線類型、天線長度、天線半徑、兩天線之間的間距以及包裹層介質(zhì)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計。利用COMSOL多物理場仿真軟件分析了不同比例含水原油中接收天線上的位移電流,通過仿真驗證了理論推導(dǎo)的正確性。設(shè)計了基于射頻法的含水原油等效復(fù)介電常數(shù)測試系統(tǒng)的信號處理電路,并和傳感器進(jìn)行聯(lián)調(diào),利用室內(nèi)模擬和室外高溫高壓測試系統(tǒng)對射頻法含水原油復(fù)介電常數(shù)測試?yán)碚摵头抡婺Ｐ瓦M(jìn)行了驗證,另外在室外高溫高壓實驗時加入溫度補償技術(shù)。之后通過接收天線上的電壓值反演出不同比例含水原油等效復(fù)介電常數(shù)。實驗結(jié)果表明:室內(nèi)模擬、室外高溫高壓實驗測試結(jié)果的絕對誤差保持在±0.15之內(nèi),滿足現(xiàn)場對... 

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 立題背景與研究意義
    1.2 介電常數(shù)的應(yīng)用
    1.3 國內(nèi)外復(fù)介電常數(shù)研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.4 本文研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)
    1.5 本章小結(jié)
第二章 基于射頻法的含水原油等效復(fù)介電常數(shù)測試模型設(shè)計
    2.1 電磁波在油、水兩相流中的傳播特性
        2.1.1 油、水兩相流等效模型
        2.1.2 電磁波在含水原油中的幅頻特性
    2.2 射頻傳感器的設(shè)計
        2.2.1 天線類型的選擇
        2.2.2 天線長度lˊ的設(shè)計
        2.2.3 天線半徑R的設(shè)計
        2.2.4 天線間距D的設(shè)計
        2.2.5 天線阻抗匹配
        2.2.6 天線包裹層介質(zhì)的選取
    2.3 射頻傳感器最優(yōu)頻率下的油、水介電特性
        2.3.1 射頻傳感器最優(yōu)頻率的確定
        2.3.2 射頻傳感器中的油、水特性
    2.4 射頻傳感器中接收天線電壓的求解
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于射頻法的含水原油復(fù)介電常數(shù)測試模型仿真
    3.1 模型的建立
        3.1.1 模型中參數(shù)的設(shè)定
        3.1.2 模型求解域大小的設(shè)置
    3.2 純油、純水中電磁場的分布
    3.3 不同比例含水原油中電流的求解
    3.4 本章小結(jié)
第四章 基于射頻法的含水原油等效復(fù)介電常數(shù)測試系統(tǒng)硬件設(shè)計
    4.1 電源電路的設(shè)計
    4.2 信號激勵電路的設(shè)計
    4.3 運算放大電路的設(shè)計
    4.4 幅度檢波電路的設(shè)計
    4.5 濾波電路的設(shè)計
    4.6 人機交互界面電路的設(shè)計
    4.7 存儲電路的設(shè)計
    4.8 通信電路的設(shè)計
    4.9 MCU主控電路的設(shè)計
        4.9.1 MCU主控電路最小系統(tǒng)
        4.9.2 MCU實時時鐘電路
    4.10 射頻電路硬件電磁兼容
    4.11 測試系統(tǒng)硬件電路的總體實現(xiàn)
    4.12 本章小結(jié)
第五章 測試系統(tǒng)實驗
    5.1 室內(nèi)模擬實驗
        5.1.1 室內(nèi)測試系統(tǒng)的搭建
        5.1.2 實驗方案設(shè)計
        5.1.3 室內(nèi)模擬實驗過程
        5.1.4 介電常數(shù)的反演及誤差分析
    5.2 室外實驗
        5.2.1 實驗平臺的簡介
        5.2.2 實驗方案的設(shè)計
        5.2.3 實驗過程
        5.2.4 介電常數(shù)的反演及誤差分析
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 完成的工作
    6.2 論文的創(chuàng)新點
    6.3 對今后工作的建議
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間參加科研情況及獲得的學(xué)術(shù)成果



本文編號：3673462