基于模态辨识的原油含水率智能组合测量模型

为提高原油含水率宽量程在线测量的精度,采用一套基于多传感器的油水两相流实验室模拟系统对影响其测量的多个敏感参量进行测定,提出基于粗糙集预处理器、支持向量机分类器和遗传神经网络预测器的原油含水率智能组合测量模型.实验结果表明,该模型在很大程度上解决了油水乳化液模态、温度、矿化度等因素的交叉影响及传感器自身非线性的校正问题,可通过模糊推理与自学习实现油水混合模态辨识,并根据工况的变化调整测量模型参数,有效地提高了原油含水率宽量程在线智能测量的精度.     

流动剪切对原油乳化含水率的影响及基于焓的定量表征

油水两相的乳化特性对两相流的流型和压降规律有显著影响。流动条件下的原油乳化含水率是影响油水两相流动特性的关键。针对4种原油,通过油水两相的乳化实验,研究了搅拌转速、水相比例、温度及搅拌时间对原油乳化含水率的影响。研究发现,当水相比例低于某一临界值时,在一定搅拌转速范围内会发生完全乳化现象,当水相比例高于该临界值时,只发生部分乳化。不同原油发生完全乳化的临界水相比例不同,与原油物性相关;对于非完全乳化的情况,原油乳化含水率随搅拌转速的增大而增大,随水相比例、温度的升高而减小,随搅拌时间的增加而增大;油水两相乳化过程中消耗的能量可采用比焓进行表征,不同剪切条件下的原油乳化含水率可以与比焓进行归一化关联,并且二者符合幂律关系。     

热扩散式油水两相流相含率测量方法

对基于热扩散式的油水两相流相含率测量方法进行研究该方法以油水两相比热值作为测量特征量,详细分析了采用该方法测量相含率中各因素的误差影响,为提高温差系统测量精度,采用仿真及实验研究相结合的方法,确定了下游温度传感器的测量位置,并基于动态温差修正及二次多项式拟合的数据处理方法,对相含率测量误差进行了修正.实验结果表明,该方...     

密度法测量原油含水率的误差分析

对利用密度法测量原油水率的误差进行了分析，建立了原油含水率的误差传递公式，详细讨论了含水率的高低、原油密度大小，混合密度误差，纯水和纯原油密度误差对含水率测量误差的影响，此外，还讨论了取样方法，温度和流态对该法的影响，研究认为该法测量原油含水率的适用范围是３０％－１００％，可达到的最好相对误差为１％左右。     

小波神经网络在油水两相流软测量中的应用

油水两相流流动参数的准确测量对于众多工业工程的有效监控具有重要作用.针对V型内锥测量油水两相流所获取的差压信号,提出了一种水平管道中油水两相流的质量流量软测量方法.采用的方法中构建了基于自适应小波神经网络的油水两相流质量流量软测量模型,实现了两相混合总质量流量的测量.实验测量结果与油水两相流的均质模型计算结果进行了比较.结果表明,基于V型内锥差压测量和自适应小波神经网络的软测量方法可以应用于油水两相流的总质量流量测量,与理论的均质模型比较,测量误差较小.     

集输站库原油精密盘库计量系统设计

为实时精确测量原油储罐液位及油水界面高度、计算集输站库原油库存量、达到原油收发计量误差小于0.35%的国家标准,设计了基于磁致伸缩液位计的集输站库原油精密盘库计量系统.系统采用三浮子法测量油水过渡带厚度,根据油水过渡带含水率随厚度的变化计算储油罐原油净油量,克服了常规测量方法由于油水过渡带厚度变化带来的测量误差;同时,为提高油罐盘库的测量精度,对罐内原油密度变化进行了补偿.系统综合误差小于0.2%,满足油田盘库计量精度的要求.     

水平管内油滴分散流摩擦压降特性的实验研究

对水平放置的内径为40mm的钢管内的油水两相流进行了详细的实验研究。针对钢管内油水2相油滴分散流的流型进行了描述,从实验和理论2方面分别对含水率和混合流速等因素对油滴分散流摩擦阻力压降规律的影响进行细致分析。实验表明,含水率和混合流速是影响压降的主要因素,在不同流型下,同一因素对压降规律的影响也有所不同。     

水的矿化度对测量原油含水率的影响

根据矿化度对短波型井下找水仪输出电压的影响.提出了采用空心绝缘套与提高电磁波频率等方法.这些方法可以减小甚至消除矿化度对测量原油含水率的影响.从而提高了测量原油含水率的精度.     

油水混合物模态辨识与分类方法研究

为提高原油脱水过程中宽量程含水率测量的精度,提出油水混合物多模态的含水率计算方法.通过分析油水混合物的不同状态,建立不同状态油水混合物的介电常数、电导率与原油含水率之间的关系,并基于核方法的自组织神经网络实现油水混合物的模式分类.实验结果表明,测量介电常数和电导率可以识别油水混合物的状态,及时修正含水测量仪的设置参数,提高宽量程原油含水率在线测量的精确度.     

密度法测量原油含水率的误差分析

对利用密度法测量原油含水率的误差进行了分析，建立了原油含水率的误差传递公式。详细讨论了含水串的高低、原油密度大小、混合密度误差、纯水和纯原油密度误差对含水率测量误差的影响．此外．还讨论了取样方式、温度和流态对该法的影响．研究认为该法测量原油含水率的适用范围是３０％～１００％，可达到的最好相对误差为１％左右。     

起泡剂发泡特性及其影响因素研究

通过对泡沫复合体系发泡特性的静态实验研究,评价了泡沫复合体系发泡特性及泡沫稳定性.通过细玻璃管测定法和综合发泡能力的经验公式,讨论了表面活性剂类型和结构、聚合物分子量、碱浓度、地层水矿化度、温度及原油性质对体系发泡性能的影响.通过研究,得到了泡沫复合驱中表面活性剂、碱和聚合物都存在一个合理的浓度临界值,且随着矿化度、温度和原油轻质含量的增加,体系的综合发泡能力降低的结论.同时得到了不同表面活性剂类型中,硫酸盐型表面活性剂发泡效果最好,磺酸盐直链型次之;而同一类型表面活性剂中,随着表面活性剂碳链长度的增加,发泡效果变好,但碳链增加到一定长度后,综合发泡能力下降的认识.     

DTS型原油含水电脱分析仪及其应用

介绍了ＤＴＳ型电脱仪及其工作原理，提出了利用电破乳技术来进行原油含水率计量分析的电脱分析法．工业应用证明，该仪器完全适用于计量原油含水，特别对于计量中、高含水原油的含水量，具有快速、准确、降耗、便于携带等特点，收到了良好的使用效果．     

短波比较型原油含水测量仪

针对目前在线原油含水量监测不准，监测设备受各种环境因素影响，造成较大误差，从而使原油集中运输造成很大的浪费。介绍了短波法原油含水的测量原理，给出了短波比较法含水分析仪的结构及监测电路的工作原理，并对温漂、零漂和电磁干扰进行了实验并对实验结果进行了深入分析，从而验证了短波法的优越性，为原油含水的测量提供了一种有效的方法。     

利用微波驻波法测量石油中的含水率

本文提出了一种测量石油含水率(O～100％)的方法,即微波驻波法。对微波而言,油和水的波阻抗相差很大,其反射系数也相差很大。因此,当一束微波从同轴式天线探头发射到被测石油中,将按含水率的不同产生相应强度的反射。反射波经同轴式天线探头接收后与入射波迭加成驻波,即同轴线工作于驻波状态。利用固定于线上某一位置的检波器把它转换为电量,测量其值,便可确定探头所在处介质(石油)的含水率。     

短波型原油低含水率测定仪的研制

利用石油和水之间电磁性质的差别.设计出一个振荡回路,其振荡频率随含水率的变化而变化.通过电磁耦合,采用短波谐振法来检测这种变化,从而研制出一种短波型原油低含水率(0～5％)测定仪.该仪器输出的电压信号随原油含水率发生单调变化,且有很好的稳定性和重复性,由此可测出原油的含水率.     

变原油黏度油水两相流驱替特征研究

为了研究水驱油田开发过程中的原油黏度升高对水驱油的驱替特征影响 ,在经典的非活塞式驱替理论的基础上 ,考虑驱替过程中原油黏度的升高 ,进一步完善了非活塞式驱油理论 ,建立了一个一维油水两相渗流模型 ,并采用解析法和有限差分法两种方法对饱和度方程进行了求解 .用数学模拟的结果研究了原油黏度随含水率上升的 5种变化规律对无水采油期、注入孔隙体积与采收率关系等驱替特征的影响 .结合太平油田沾 1 4块太 1 0 - 1 2井原油黏度随含水上升的变化规律 ,对比了考虑原油黏度变化和不考虑原油黏度变化两种情况下采出程度的差异 .研究结果表明 :开发过程中原油黏度的升高明显地缩短无水采油期 ,加剧含水上升速度 ;未考虑黏度升高的经典驱替理论方法预测的采收率偏高     

二氧化碳在地层水中的溶解度测定及预测模型

考察H₂S、CO₂等酸性气体在液体介质中的溶解度对同区块不同井或同井不同井段油套管腐蚀、开裂及氢脆等环境断裂情况的影响,基于模拟油气井环境下CO₂溶解度的测试装置,开展CO₂在不同温度、压力及矿化度下的溶解度试验,采用灰色关联度法从温度、压力及矿化度3个方面对CO₂溶解度进行敏感性分析,得到CO₂溶解度与温度、压力及矿化度之间的相关性,基于试验数据及改进的P-R状态方程,采用逸度系数模型与混合规则相结合的方法,拟合分析预测结果与模型中二元交互作用参数之间的相关性,得到二元交互作用参数,修正完善CO₂在地层水中溶解度的预测模型,计算CO₂-地层水体系在实验温度(303.15~363.15 K)、压力(5~30 MPa)及矿化度(0~0.7 mol/kg)条件下的相平衡数据。结果表明CO₂溶解度随压力变化存在转变压力(本文实验条件下的转变压力为15 MPa),在转变压力以下,CO₂溶解度随压力增加更快;温度为CO₂溶解度的主控因素,压力次之,矿化度最小;CO₂溶解过程受温度、压力及矿化度3种因素的混合控制,其溶解度变化趋势主要依赖于CO₂气体分子在水溶液中的溶解速度和逃逸速度;优化的预测模型是准确、可靠的。     

饱和含水土壤埋地原油管道冬季停输温降

建立了饱和含水土壤埋地原油管道在低于冰点环境温度下的停输流动和传热模型，该模型不仅考虑土壤水分结冰和管内原油凝固相变过程与初始温度场和流场的影响，而且考虑了水分在土壤多孔介质中和管内原油的自然对流。通过数值模拟，获得了停输期间温度场、流场以及土壤水分结冰界面和管道中原油凝固界面的分布情况。结果表明，停输期间越靠近管壁正上方的土壤，其温度梯度越大；受温度分布的影响，土壤水分和管内原油产生沿y轴对称线自下而上的自然对流；土壤水分结冰界面和管道中原油凝固界面随停输时间向埋深方向推进，管道顶部土壤中的结冰界面推进速度较远离管道土壤中的结冰界面缓慢，管内原油凝固界面也向埋深方向偏移。     

义65井区高温低渗油藏储层伤害机理分析

义65井区沙三段九砂组油藏属中等水敏性和速敏性的地层,油藏为轻质油－稀油油藏,原油具有低密度、低黏度和高凝固点等特点,地层水总矿化度较高,一般为1100～19900mg/L,水型为NaHCO₃型。研究了义65井区高温低渗储层伤害机理,从地层特性、注入水水质、悬浮物堵塞、游离油和乳化油滴、结垢、细菌及以往增产措施等方面评价了可能对储层造成的损坏及损坏程度。义65井区地层的水敏性、速敏性和低渗透性是注水井损害的内在因素,注水井中悬浮固相颗粒、含油量和细菌严重超标,水质不合格是注水井损害的外在因素。