在油井多相流體系中,普遍存在油水兩相流流動現(xiàn)象。特別是隨著水平井開采規(guī)模的擴大,水平油水兩相流流動現(xiàn)象廣泛地存在于石油開采過程中。兩相流速度及濃度剖面分布極為復雜,給水平井產(chǎn)出剖面動態(tài)監(jiān)測提出了極大的挑戰(zhàn)。通過建立流體物理運動模型實現(xiàn)兩相流流動參數(shù)預測,是復雜兩相流動態(tài)過程監(jiān)測的另一條途徑。然而,水平油水分層界面特性研究成為制約物理模型預測精度的關鍵。本課題為獲取水平油水兩相流分層流中分層界面特性,首先,針對分層流的結構特點設計了平行線陣列電導探針及其測量系統(tǒng);然后,開展了水平油水兩相流流動環(huán)實驗,獲得了平行線電導探針測量響應,實現(xiàn)油水分層界面形態(tài)的三維重構;根據(jù)重構三維界面分析了不同流型下油水分層界面的演變特性、彎曲特性及波動特性,從而實現(xiàn)對標準雙流體模型的修正,獲得較好的壓降預測效果;最后,利用去趨勢偏互相關分析(DPCCA)探究了水平油水兩相流的界面波穩(wěn)定性及液滴夾帶特性。本文取得的創(chuàng)新研究成果如下:1.設計了一種新型的平行線陣列電導探針測量系統(tǒng),可實現(xiàn)同一管截面不同位置處油水分層界面特性測量;通過油水分層界面三維形態(tài)重構,有效揭示了不同流型油水分層界面的復雜動力學特征。2.利用...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 水平油水兩相流流動結構
    1.3 水平油水分層流界面結構檢測研究現(xiàn)狀
    1.4 本課題主要內容及創(chuàng)新點
    1.5 本文組織結構
第2章 水平油水兩相流平行線陣列電導探針設計
    2.1 平行線陣列電導探針幾何結構
    2.2 平行線陣列電導探針靈敏場分析
    2.3 平行線陣列電導探針測量系統(tǒng)
        2.3.1 測量方案
        2.3.2 測量系統(tǒng)原理
        2.3.3 測量電路工作原理
        2.3.4 采樣幀頻確定
    2.4 平行線陣列電導探針靜態(tài)標定實驗
        2.4.1 探針靜態(tài)實驗方案
        2.4.2 靜態(tài)實驗響應序列
        2.4.3 探針靜態(tài)標定實驗結果
    2.5 本章小結
第3章 水平油水分層流界面形態(tài)實驗測量
    3.1 水平油水兩相流流動環(huán)實驗
        3.1.1 油水兩相流流動環(huán)實驗裝置
        3.1.2 油水兩相流實驗測量系統(tǒng)
        3.1.3 水平油水兩相流流型
    3.2 平行線陣列電導探針測量響應特性
    3.3 油水分層界面形狀測量結果分析
        3.3.1 三維油水分層界面形態(tài)重構
        3.3.2 油水兩相流流型對探針測量響應的影響
        3.3.3 油水分層界面波動特性分析
        3.3.4 油水分層界面彎曲特性分析
    3.4 本章小結
第4章 基于水平油水兩相流界面形態(tài)修正的壓降模型
    4.1 標準雙流體模型及閉合關系
    4.2 基于界面形狀修正的雙流體模型
        4.2.1 油水凹形界面幾何參數(shù)
        4.2.2 修正的界面剪切應力模型
    4.3 修正雙流體模型壓降預測結果
    4.4 本章小結
第5章 水平油水界面液滴夾帶多尺度相關特性分析
    5.1 DCCA及DPCCA算法介紹
        5.1.1 DCCA算法
        5.1.2 DPCCA算法
    5.2 DPCCA理論仿真
        5.2.1 DCCA的多尺度特性分析
        5.2.2 DPCCA的抗噪性分析
    5.3 油水界面波穩(wěn)定性及液滴夾帶特性
        5.3.1 雙環(huán)形互相關電導探針波動信號
        5.3.2 雙環(huán)形電導探針信號DPCCA分析
    5.4 本章小結
第6章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝



本文編號：3833167