【摘要】：油氣水三相流流體流動(dòng)參數(shù),尤其是分相含率的動(dòng)態(tài)監(jiān)測是確定油氣井生產(chǎn)剖面、注水和注汽井注入剖面以及水淹層情況的關(guān)鍵,也是指導(dǎo)調(diào)整和優(yōu)化油田開發(fā)方案達(dá)到穩(wěn)產(chǎn)上產(chǎn)的重要數(shù)據(jù)來源。隨著光纖傳感技術(shù)和電導(dǎo)傳感技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展,出現(xiàn)了利用光纖傳感器和電導(dǎo)傳感器組合測量多相流分相含率等參數(shù)的技術(shù)。本文將光纖傳感器及電導(dǎo)傳感器組合起來,研究一種可以同時(shí)測量油氣水三相流分相含率的光纖電導(dǎo)一體化探針傳感器。首先,在實(shí)際生產(chǎn)測井中,針對(duì)傳統(tǒng)捆綁式光纖電導(dǎo)組合傳感器進(jìn)行參數(shù)測量的精度較低且體積較大的弊端,提出一種光纖電導(dǎo)一體化探針傳感器結(jié)構(gòu),并對(duì)其結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。一方面,通過利用ZEMAX光學(xué)分析軟件建立光纖探針部分仿真模型,綜合光功率差值、刺穿氣泡能力等多個(gè)優(yōu)化指標(biāo),對(duì)光纖傳感器敏感頭角度進(jìn)行優(yōu)化;另一方面,通過利用COMSOL多物理場仿真軟件建立電導(dǎo)傳感器部分仿真模型,分別模擬分析光纖電導(dǎo)一體化探針在流體中的電場與流場,綜合其測量可靠性與耐用性對(duì)電導(dǎo)傳感器結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。綜合上述兩方面確定光纖電導(dǎo)一體化探針的理論結(jié)構(gòu)模型。其次,在光纖信號(hào)和電導(dǎo)信號(hào)的輸出響應(yīng)特性方面,基于光纖電導(dǎo)一體化探針理論結(jié)構(gòu)模型對(duì)光纖信號(hào)和電導(dǎo)信號(hào)的響應(yīng)特性進(jìn)行仿真分析,分別研究基于信號(hào)拆解法的光纖信號(hào)處理方法和基于模糊聚類法的電導(dǎo)信號(hào)處理方法,為實(shí)現(xiàn)光纖電導(dǎo)一體化探針測量油氣水三相流分相含率奠定理論基礎(chǔ)。最后,在上述光纖電導(dǎo)一體化探針結(jié)構(gòu)優(yōu)化基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)并研制一體化探針實(shí)物,搭建油氣水三相流分相含率測量實(shí)驗(yàn)平臺(tái),開展不同工況下油氣水三相流分相含率測量實(shí)驗(yàn),對(duì)光纖信號(hào)和電導(dǎo)信號(hào)進(jìn)行采集及處理,獲得油氣水三相流分相含率并與標(biāo)準(zhǔn)分相含率進(jìn)行對(duì)比分析。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TE34;TP212

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本文編號(hào)：2658623