油氣水多相流普遍存在于油田開發(fā)中后期的油井中,其流量的準(zhǔn)確測量對石油生產(chǎn)過程控制及油田高效開發(fā)具有重要意義。但在化學(xué)驅(qū)開發(fā)方式下,井下多相流流量測量仍存在諸多問題:注入井高粘度流體流量采用外流式電磁流量傳感器測量誤差偏大,產(chǎn)出井高粘度油水兩相流和油氣水三相流尚無有效可行的流量測量方法。為了解決該難題,本文采用理論與實驗相結(jié)合的方法,研究外流式和集流式電磁流量傳感器響應(yīng)特性,提出注入井高粘度單相流流量測量方法、產(chǎn)出井高粘度油水兩相流總流量測量方法、產(chǎn)出井集流式電磁流量-電導(dǎo)持水率-光纖探針持氣率多傳感器融合的三相流分相流量測量方法。對外流式和集流式電磁流量傳感器進(jìn)行理論分析,在外流式和集流式電磁流量傳感器的外表面和內(nèi)表面應(yīng)用絕緣體邊界條件,采用格林函數(shù)方法求解電磁流量傳感器的基本微分方程,獲得外流式和集流式電磁流量傳感器的響應(yīng)方程。采用分離變量法,通過求解格林函數(shù),獲得外流式和集流式電磁流量傳感器權(quán)重函數(shù)的數(shù)學(xué)模型;采用磁偶極子磁場理論,通過求解矢量磁位,獲得外流式和集流式電磁流量傳感器磁感應(yīng)強度函數(shù)的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)響應(yīng)方程、權(quán)重函數(shù)和磁感應(yīng)強度的數(shù)學(xué)分析,完善外流式和集流式電磁流量傳感... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：136 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析
        1.2.1 油水兩相流流量測量方法研究現(xiàn)狀
        1.2.2 油氣水三相流流量測量方法研究現(xiàn)狀
        1.2.3 基于電磁的多相流流量測量方法研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 井下電磁流量傳感器理論分析與模型建立
    2.1 引言
    2.2 外流式和集流式電磁流量傳感器的工作原理
    2.3 外流式電磁流量傳感器理論模型建立
        2.3.1 外流式電磁流量傳感器響應(yīng)方程
        2.3.2 外流式電磁流量傳感器權(quán)重函數(shù)模型
        2.3.3 外流式電磁流量傳感器磁感應(yīng)強度函數(shù)模型
    2.4 集流式電磁流量傳感器理論模型建立
        2.4.1 集流式電磁流量傳感器響應(yīng)方程
        2.4.2 集流式電磁流量傳感器權(quán)重函數(shù)模型
        2.4.3 集流式電磁流量傳感器磁感應(yīng)強度函數(shù)模型
    2.5 本章小結(jié)
第3章 外流式和集流式電磁流量傳感器輸出特性數(shù)值分析
    3.1 引言
    3.2 外流式電磁流量傳感器環(huán)形測量區(qū)域輸出特性數(shù)值分析
        3.2.1 環(huán)形測量區(qū)域權(quán)重函數(shù)對感應(yīng)電勢影響
        3.2.2 環(huán)形測量區(qū)域磁感應(yīng)強度對感應(yīng)電勢影響
        3.2.3 環(huán)形測量區(qū)域流態(tài)對傳感器輸出特性影響
        3.2.4 外流式電磁流量傳感器流量測量誤差分析
    3.3 集流式電磁流量傳感器圓形測量區(qū)域輸出特性數(shù)值分析
        3.3.1 圓形測量區(qū)域權(quán)重函數(shù)對感應(yīng)電勢影響
        3.3.2 圓形測量區(qū)域磁感應(yīng)強度對感應(yīng)電勢影響
        3.3.3 圓形測量區(qū)域均勻度評價
        3.3.4 圓形測量區(qū)域流態(tài)對傳感器輸出特性影響
    3.4 本章小結(jié)
第4章 外流式和集流式電磁流量傳感器實驗研究
    4.1 引言
    4.2 外流式電磁流量傳感器響應(yīng)特性
        4.2.1 單相流實驗裝置及實驗方法
        4.2.2 清水中不同流態(tài)儀器常數(shù)分析
        4.2.3 高粘度聚合物溶液與清水不同流態(tài)儀器常數(shù)分析
    4.3 集流式電磁流量傳感器響應(yīng)特性
        4.3.1 多相流實驗裝置及實驗方法
        4.3.2 油水兩相流中回歸方程方差分析及顯著性檢驗
        4.3.3 油水兩相流中流量測量誤差分析
        4.3.4 清水及高粘度聚合物溶液中回歸方程方差分析及顯著性檢驗
        4.3.5 清水及高粘度聚合物溶液中流量測量誤差分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 基于電磁流量傳感器的高粘度單/兩相流流量測量方法研究
    5.1 引言
    5.2 基于外流式電磁流量傳感器的高粘度單相流流量測量方法
        5.2.1 基于聚合物溶液中標(biāo)定的流量測量方法及誤差分析
        5.2.2 基于清水層流流態(tài)約束的校正模型及誤差分析
        5.2.3 化學(xué)驅(qū)注入井現(xiàn)場試驗驗證
    5.3 基于集流式電磁流量傳感器的高粘度油水兩相流總流量測量方法
        5.3.1 高粘度油水兩相流總流量測量方法及誤差分析
        5.3.2 化學(xué)驅(qū)產(chǎn)出井現(xiàn)場試驗驗證
    5.4 本章小結(jié)
第6章 油氣水三相流多傳感器融合流量測量方法研究
    6.1 引言
    6.2 多傳感器融合測量空間內(nèi)流型辨識
        6.2.1 垂直小管徑實驗裝置搭建
        6.2.2 油氣水三相流流型辨識
    6.3 油氣水三相流多傳感器融合流量測量方法
        6.3.1 油氣水三相流中多傳感器響應(yīng)規(guī)律分析
        6.3.2 多傳感器標(biāo)定圖版建立
        6.3.3 油氣水三相流多傳感器組合解釋模型建立
    6.4 油氣水三相流測量方法驗證
        6.4.1 油氣水三相流測量方法誤差分析
        6.4.2 化學(xué)驅(qū)產(chǎn)出井現(xiàn)場試驗驗證
    6.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3259444