基于分布式光纖的稠油井筒模擬實驗裝置開發(fā).pdf

1、井筒中的溫度和壓力是評價注蒸汽熱力采油效果的重要參數(shù)，而井下溫度和壓力的測量一直是油藏監(jiān)測中的難題，傳統(tǒng)電子傳感器難以在復(fù)雜惡劣的井下環(huán)境中長期穩(wěn)定地工作。近年來發(fā)展起來的基于布里淵散射的分布式光纖傳感測量是一種有廣闊應(yīng)用前景的測量技術(shù)，本文設(shè)計了一套稠油井模擬井筒地面實驗裝置，用來滿足布里淵散射分布式光纖測井所需的實驗環(huán)境要求。 本課題在分析注蒸汽熱力采油工藝特點的基礎(chǔ)上，深入研究了注入蒸汽過程中井下環(huán)境特點，并根據(jù)傳熱綜合模

2、型、汽水兩相流流動狀態(tài)，建立了井筒的蒸汽溫度、壓力的數(shù)學(xué)模型，采用數(shù)值迭代的方法，對模型進行了求解，并用一個計算實例進行了驗證。 根據(jù)對模擬實驗環(huán)境的要求，研制了一套稠油井筒模擬實驗裝置，包括模擬井筒釜體、壓力控制系統(tǒng)、恒溫循環(huán)系統(tǒng)三部分。釜體選用內(nèi)外三層的結(jié)構(gòu)形式，以增壓器獲取所需高壓，以外循環(huán)恒溫槽控制溫度，井筒內(nèi)壓力和溫度連續(xù)可調(diào)、可控，實現(xiàn)對井下壓力和溫度環(huán)境的模擬。 針對溫度控制系統(tǒng)的大慣性和滯后特性，重點研究

3、了溫控系統(tǒng)可選用的控制算法。建立好溫控模型后，利用Matlab的Simulink開發(fā)環(huán)境和模糊邏輯工具箱對PID控制、模糊控制和參數(shù)自整定模糊PID控制三種方案進行研究和仿真分析，通過比較得到了最佳控制方案為參數(shù)自整定模糊PID控制。 完成了模擬實驗裝置的壓力自動控制系統(tǒng)的方案設(shè)計。執(zhí)行機構(gòu)采用電液伺服的力控系統(tǒng)，并對各分立元件建模，得出壓力控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。同時考慮了溫度變化對壓力的影響，將溫度對壓力的影響作為壓力控制中的干