[发明专利]一种电导传感器与电磁流量计组合的乳状液流量测量方法

说明书

本发明涉及一种电导传感器与电磁流量计组合的乳状液流量测量方法，所采用的电导传感器为聚焦式弧形对壁式电导传感器。数据处理时，将不同流动工况下场聚焦式弧形对壁式电导传感器电压信号进行归一化处理，提取其含水率测量特性；根据全水条件下电磁流量计输出电压与标定混合流速间拟合函数关系，获得不同流动工况下电磁流量计测量乳状液混合流速与标定乳状液混合流速及含水率之间的关系图版；利用场聚焦弧形对壁式电导传感器及电磁流量计所测持水率与混合流速参数，建立水包油乳状液漂移模型，实现分相表观流速预测。

技术领域

本发明涉及油田动态监测领域表面活性剂驱油作用下的井筒水包油乳状液油水两相流流量测量方法。

背景技术

由于长期采用注水方式开采石油，我国陆上老油田低孔低渗油气储集层已进入低产量高含水为主要特征的中晚期开采阶段。通过向地层注入表面活性剂水溶液后形成油水乳状液体系，可显著提高原油采收率。因此，以表面活性剂驱油为主的三次采油技术在油田开采中得到了广泛应用。研究表面活性剂作用下的油水乳状液流量测量方法对化学驱采油下的油井产液剖面测井技术具有重要应用意义。

表面活性剂水溶液的注入会极大降低油水相间界面张力，进而显著改变井筒内油水两相流流变学特性，对油水两相流分散相分布行为产生显著影响，在管截面方向不仅油泡之间变得非常小(微米级)，对电学敏感传感器捕获持水率增加了很大难度。油田常用环形电导传感器受其灵敏场空间分布不均匀及电场边缘效应，实现水包油乳状液持水率测量难度很大。

场聚焦式电导传感器具有截面方向测量灵敏度高的优势，可有效提高含水率测量分辨率。同时，为实现水包油乳状液持水率的高分辨测量，其中，油水混合流速是必不可少的待测参数。本发明考虑采用电磁流量计实现水包油乳状液混合流速测量。目前，有研究报导利用阻抗成像与电磁流量计双模态测量油水两相流分相流速，如2015年Y.Faraj等发表在《Flow Measurement and Instrumentation》(流量测量与仪器)期刊，第46卷，第255-261页，题为“Measurement of vertical oil-in-water two-phase flow using dual-modality ERT-EMF system”(利用阻抗成像-电磁流量计双模态系统测量垂直上升水包油两相流流量)的文章。但是，水包油乳状液中油滴直径多为微米级，利用阻抗成像系统对水包油乳状液的微米级分散相浓度分布图像重建非常困难。迄今，尚未见到采用场聚焦式电导传感器与电磁流量计组合的水包油乳状液流动参数测量方法报导。

发明内容

本发明提出一种场聚焦式弧形对壁电导传感器与电磁流量计组合的水包油乳状液流量测量方法。通过场聚焦弧形对壁式电导传感器电压信号归一化值提取含水率信息，并利用电磁流量计响应获取水包油乳状液混合流速参数，实现表面活性剂作用下油水两相流含水率及混合流速高精度测量；结合所测持水率与混合流速参数，建立水包油乳状液漂移模型，获得高精度的分相表观流速预测结果。技术方案如下：

一种电导传感器与电磁流量计组合的乳状液流量测量方法，所采用的电导传感器为聚焦式弧形对壁式电导传感器，用于测量沿管截面方向分布的平均含水率信息，在集流后的小管径测量管道内壁固定空间位置相对的弧形激励电极与弧形中心测量电极，在中心测量电极两侧分别等距放置相同尺寸的边缘保护电极，中心测量电极的轴向高度与由激励电极及其两侧的边缘保护电极组合形成的整体轴向高度相匹配；在小管径油水两相流实验中，当表面活性剂作用下的水包油乳状液流经流量计及电导传感器测量区域时，分别对电磁流量计及场聚焦式弧形对壁式电导传感器输出电压信号进行采集，数据处理时，将不同流动工况下场聚焦式弧形对壁式电导传感器电压信号进行归一化处理，提取其含水率测量特性；根据全水条件下电磁流量计输出电压与标定混合流速间拟合函数关系，获得不同流动工况下电磁流量计测量乳状液混合流速与标定乳状液混合流速及含水率之间的关系图版；利用场聚焦弧形对壁式电导传感器及电磁流量计所测持水率与混合流速参数，建立水包油乳状液漂移模型，实现分相表观流速预测；