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| 大庆油田处于开采后期，大部分油井中的流体都是已三相流存在的，而现有的产出剖面测井技术只适用于两相流测量，不能对三相流进行准确的测量。阻抗式产出剖面测井仪是高含水油田两相流测井中主要测井仪，该仪器能够在油、水两相流时，测量含水率和流量，具有不受温度、矿化度的影响和受流态影响小等优点。阻抗式产出剖面测井仪应用于油气水三相流测量中，不能分辨气体，气体的存在会影响仪器测量含水率和流量的精度，排除气体是解决阻抗式产出剖面测井仪测量三相流的有效手段，如何排除气体是需要亟待解决的问题。本课题针对这一问题，提出了单级分流伞式结构实验样机和双级分流伞式结构实验样机设计方案，通过实施方案，制作出基于贾敏效应原理的分流伞式结构实验样机，此样机以阻抗式产出剖面测井仪为核心技术，采用原有的集流方式，利用气、液分流的方法，改进集流伞等部分，使气体从分流装置外排出，液体进入传感器部分，保证了在低产液、高含水三相流的条件下，仪器只对油、水两相计量，减少了气体对测量的影响，合理的提升了含水率测量和流量测量的精度。本文使用FLUENT数值模拟软件对单级分流式集流伞内部流场进行二维仿真研究，模拟模型中流体流动状态，给出具有良好气、液分流和集油效果的分流伞设计方案（伞面上设置12组孔洞，直径为2mm），并验证了样机气、液分流的可行性；依据仿真结果，实施设计方案，制作单级分流伞式实验样机，分别进行油水两相流、气水两相流和油气水三相流实验，结果表明实验样机集油效果好，可实现气液分流，能准确测量出流量和含水率，测量范围为液流量0~60m~3/d、含水率为50%~100%、气流量0~10m~3/d；制作双级分流式测井实验样机，进行油水两相流和气水两相流实验，结果表明可实现气、液分流功能，并拓宽了单级分流伞式实验样机测量范围，气流量可达到15m~3/d，但是液流量低于10m~3/d时，双级分流式集流伞周围会形成油堵或气顶，影响测量结果。本文在理论上为多相流测量领域提供新思路、新方法。本文设计的样机欲应用于现场，还有待于改进，需进行大量研究工作。 |
文档标签:
流体力学
