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小管径油水两相水平流动规律及含水率预测方法研究

倪莉  
【摘要】: 水平井具有提高原油采收率及降低油田开发成本等优点,在目前油田开发中占有越来越重要的地位。与垂直井的主要区别是由于重力影响使得水平流动和倾斜流动的介质分布和速度分布不再具有对称性,流型更加复杂,对测量和解释产生影响。因此对于水平井流动规律的研究是非常必要的。 本文设计了能够模拟油水两相流体在传感器内部通道真实流动状态的实验装置,此装置可以避免集流伞漏失和对流型的扰动,在此实验装置上进行了近水平五个角度阻抗和涡轮传感器的动态实验,同时利用高速摄像记录流体的流动规律。 实验结果表明阻抗传感器在近水平管道中的测量下限低于垂直井中,相对响应在低流量时受滑脱和倾斜角度的影响较大。对Maxwell模型在近水平时的研究结果表明,Maxwell模型在近水平水为连续相的情况下可以用来计算持水率。涡轮传感器的响应受角度的影响较小,但响应结果受含水率的影响较大。对流型的分析结果表明实验中出现的流型主要有分层流和分散流,并且分层流型时持水率受角度的影响较大。 利用漂移模型和滑脱模型进行了含水率的预测。解释结果说明这两种预测方法均可用于近水平井中,而且滑脱模型的含水率预测效果要优于漂移模型。 利用Ansys进行了阻抗传感器油水水平分层条件下的三维电场仿真研究。仿真结果表明传感器的相对响应随着持水率的增加而线性的增加,并对阻抗传感器利用“高度法”进行了油水分层条件下的静态实验研究,实验结果与电场仿真结果一致。


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