基于CPW的油水两相流持水率检测方法研究

摘要

为了提高原油的开采效率,各油田越来越多地采用注水采油的措施和水平井开采的方法。这对井下油水两相持水率的在线检测提出了更高的要求,其一要求传感器在高持水条件下具有与低持水段一样高的检测精度,其二要求单支传感器体积结构小,便于在油井截面上布置多支传感器形成检测阵列,提供水平井或大斜度井油水截面上持水率分布的差异信息,提高测量的空间分辨率。为此,提出基于共面微带传输线的油水两相流持水率检测方法。通过保角变换法分析了共面微带传输线传感器的结构参数和材料参数与电磁波传播特性之间的关系,采用片状双面S形布线结构,在小型化传感器的同时提高了检测的动态范围。数值模拟和实验结果表明,信号在传输线上的相移与持水率间具有近似线性的关系,传感器在持水率0%~100%全程范围内具有小于3%的分辨率,该方法弥补了电容法和电导法仅适合于低持水率和高持水率的弊端。