水平油水两相流测井仪器测量通道内流型识别.pdf

第７卷第３期２００９年９月 动力 学 与控 制 学报 Ｖｏｌ．７Ｎｏ．３ １６７２６５５３／２００９／０７ ／２８３６ Ｓｅｐ．２００９ ⑶ ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＤＹＮＡＭＩＣＳＡＮＤＣＯＮＴＲＯＬ 水平油水两相流测井仪器测量通道内流型识别 １ １ １ ２ ２ ２ 金宁德 　李爽　张煜　郑希科　谢荣华　刘兴斌 （１．天津大学电气与自动化工程学院，天津　３０００７２）（２．大庆油田测试技术服务分公司，大庆　１６３４１２） 摘要　水平井产出剖面测井中集流型仪器内油水两相流流型通常呈复杂多态性，正确认识流型演化规律有 助于井下流量测量精度提高．在油水两相流流动环路中采集电导及电容传感器波动信号的基础上，基于非 线性时间序列递归图纹理分析方法，对集流型仪器内油水两相流流型特征进行了表征．研究发现：在不同流 量及含水率下，递归图纹理特征与流型之间具有较好的对应关系，可通过递归图纹理特征有效识别水平油 水两相流流型． 关键词　水平油水两相流，　流型识别，　非线性分析，　递归图 前已有的流型图直接识别流型，原因是识别流型的 引言 两个关键油相或水相表观流速在实际测井中无法 水平井开采技术被称为石油工业的第二次革 直接获得． 命．采用水平井开发方案，可以更好地挖掘剩余油 两相流是一个复杂非线性动力学系统，由于两 潜力、提高低渗透油田单井产量及降低生产成本． 相流受到诸如流体湍动、相间界面相互作用及相间 在直井或近乎垂直的井中，油水两相流流型相对比 局部相对运动等许多复杂因素影响，其流动行为呈 较简单，主要为水包油或油包水分散流型，但在水 现高度无规则性、随机性和结构不稳定性．随着近 平及近水平油水两相流井中，流动状态、流速及浓 年来非线性时间序列分析方法迅速发展，从一维可 度剖面分布极为复杂，流型包括重质相与轻质相分 测工程信号中认识水平油水两相流宏观动力学特 离的层状流、波状流、上下层状分散流及全空间分 性成为可能，这对具复杂性、不确定性及很难用数 散流型．更为严重的是，流型转化边界对井斜角度 学模型表示的两相流动力学特性分析具有较好的 较为敏感，流型复杂变化对井下含水率传感器测量 优势．非线性时间序列的递归图分析方法对复杂动 响应特性及含水率测井资料解释精度均有较大影 力学过程模式识别问题显示出了快速直观有效优 响，所以，研究水平油水两相流测井仪器测量通道 ［１７］ 势 ．本文在大庆油田水平油水两相流流动装置 内不可视流型识别方法具有重要意义． 上测得电导及电容含水率传感器测量波动信号基 二十世纪６０～７０年代，国外学者在小尺寸有 础上，采用递归图分析方法给出了一种识别水平油 机玻璃管内采用直接观察方法对水平油水两相流 水两相流测井仪器测量通道内不可视水平油水两 流型进行了流动实验研究［１－５］．近年来，流型研究 相流流型的新途径． 中采用了电阻抗法及高速动态摄像技术，在一定程 度上避免了流型定义的主观性［６－８］，同时对流型转 １　测井仪器在水平油水两相流流动环路中 化机理模型进行了研究［９－１３］．针对油气输运过程 动态量实验 中的水平油水两相流流动特性问题，近年来，国内 １．１　水平油水两