油井多相流动电磁全息方法研究-中国石油大学北京.PDF

石油科学通报 2016 年9 月 第 1 卷第2 期：209-224 油井多相流动电磁全息方法研究 * 张阔，吴锡令 ，闫景富，蔡家铁 中国石油大学( 北京) 油气资源与探测国家重点实验室, 北京 102249 * 通信作者, wuxiling@ 收稿日期: 2016-08-01 国家科技重大专项课题(2011ZX05020-006) 资助 摘要 鉴于油井生产过程中流体分布的复杂性和流动变化的随机性，正在兴起的多相流动测量与成像研究遇到 严重挑战，尤其是敏感场构建、多模信息融合和流动图像重建等关键技术亟待突破。电磁全息方法旨在根据探 测物理场特性，基于成像测量理论，研究建立全新的双模敏感场，对传感器采集信号的实部和虚部信息进行融 合，探索高效适用的全息成像方法，并通过模拟流动测量实验检验全息成像可行性和精确度。研究表明，全息 测量数据特征区别明显，能够充分突出各相流体导电特性与介电特性的差异；全息测量敏感场相比原有敏感场 更加适用于油井多相流动电磁全息方法；基于双模融合的全息成像方法有益于提高全息成像精度。流动模拟测 量检验结果表明，油井多相流动电磁全息方法是可行的，具有良好的应用前景。 关键词 油井多相流动；全息探测物理场；全息测量敏感场；全息成像；流动模拟测量实验 0 引言 动的特殊需求，将基于地面流体的电/ 磁层析成像技术 推广到石油开发测井领域，特别是根据三相流体导电 多相流是指两种或两种以上相态的流体共同存在 特性和介电特性的差异，全新提出油井多相流动电磁 [1] [5-16] 的一种流动状态 。在石油生产领域，多相流体组分 全息方法，为上述问题提供了新的理论指导 。 [2-3] 通常为油、气、水三相 。准确测量各相流体的流动 参量，有助于分析油气井的生产状况和监测油气藏的 1 油井流动成像发展历程 开发动态，为油气田的开发、油气产量和采收率的提 高提供合理科学依据。 1.1 国外流动成像发展历程 以上实际生产需求同时推动了石油开发测井学科 的兴起。流动剖面测井作为石油开发测井的一大重要 国际上，英国曼彻斯特理工大学M. S. Beck 教授的 组成分支，通过测量井内流体流动参量，对各储层的 研究小组首次提出了“流动成像”(Flow Imaging) 的概 产量和相应的产出比例进行求解[4] 。不同于传统线性 念[17] ，并于1990 年在所研制的实验装置上成功开展了 测量技术，实际的多相流动必须视为一种复杂的非线 油气两相流动成像实验。以此为契机，大量相关研究涌 性动态系统，迫切需要新的测量方法和技术来满足现 现，如清华大学与曼彻斯特理工大学的W. Q. Yang 教授 阶段的工业生产需求。 展开合作，从各种角度开发了电容层析成像算法软件， 电磁波流动成像测井方法正是在这样的背景下孕 发表了大量研究论文，取得了令人振奋的成果。 育起来的。吴锡令教授的研究团队立足于油井多相流 目前国外应用于测井领域的电/ 磁流动成像方法 引用格式：张阔, 吴锡令, 闫景富, 蔡家铁. 油井多相流动电磁全息方法研究. 石油科学通报, 2016, 02: 209-224 ZHANG Kuo, WU Xiling, YAN Jingfu, CAI Jiatie. Study of electromagnetic holographic methods for multiphase flow in oil wells. Petroleum Science Bulletin, 2016, 02: 209-224. doi: 10.3969/j.issn.2096-1693.2016.02.017 ©2016 中国石油大学( 北京) 清华大学出版社有限公司