带有校正系数的高斯插值多相流成像算法.pdf

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1、科技创新2014~34I科技创新与应用带有校正系数的高斯插值多相流成像算法杨睿戴家才阮凡(湖北武汉长江大学武汉校区，湖北武汉430000)摘要：随着水平井、斜井的广泛应用，其生产动态监测逐渐受到重视。但是，与垂直井相比，水平井、斜井生产测井技术研究还处于起步阶段。由于水平井的井眼轨迹、完井方式、流体重力分异等因素的综合影响，使得水平井面临着一些特殊的问题水平井，Sondex公司推出的电容阵列仪在水平井多相流中的测井数据成像可以直观地反映井筒内油气水的相态分布。针对原有成像算法的不足，提出了改进的高斯成像算法。通过实验验证，该算法的成像效果较好。关键词：水平

2、井；电容阵列仪；高斯函数；成像算法引言对流型的影响，但是该算法中有两个难点，仪器的可旋转性和递减在大斜度井及水平井中，当井下流体为多相流动时，因重力分控制系数O"ij的求取，因此需要改进已有的高斯基函数算法。异产生自然的分层，导致传统的中心取样式生产测井仪器误差很大3改进的高斯权重插值算法及其合理眭的原则【l】。为此Sondex公司推出了电容阵列仪。CAT采用了l2个电容传感CAT成像的本质是根据已知12个探头所在节点处的实测值估器分布在井筒横截面上来探测井简内壁附近或相同半径的相持率，计截面上其他节点处的测量值。成像算法的合理性原则就是探头所对于CAT测

3、井得到的l2个持率数据，如果用简单的加权平均值求在节点处的估计值和实测值应该相同或相近。改进的高斯权重插值得井筒中的持率数据，不能直观的表现流体的分布状态，因此需要算法：w．=∑k{×D×(5)进一步研究CAT测井资料的成像算法。式中，D；j是第J个探头对第i个节点的贡献权重值；k．是第i个由于探头的探测范围只有一个液末的厚度，相对于井筒半径很探头的校正系数。下面给出权重D¨及校正系数kj的确定规则。小，所以，CAT的持率成像算法实际上就是根据已有的12个探头的在横截面上以截面中心为原点O，以水平井方向为x轴，建立平测量值估计出横截面上其他点的局部响应值，

4、实质是插值问题。假设井筒中局部的持率在分布的变化上合理，那么我们则认为点与点面直角坐标系Oxy，则Dii=exp[一(二垒-)一(上垒_)2](6)式中，m是水mn之间的关联性随着距离的增加连续减小，并假设井筒内的流体处于平方向的递减控制系数，n是垂直方向的递减控制系数；(a，b)是第j层流状态，可以认为水平方向上关联性随距离的增加而连续减小的个探头所在节点的坐标；(x，y)是第i个节点的坐标。速度低于垂直方向上，即某个探头点的属性值与水平方向上邻近点为了对比nl，n不同取值对图像的影响，我们取当(a，b)=(O，0)的近似程度大，垂直方向上的邻近点的近似

5、程度相对小一些。但是时的情况。通过对比，水平方向(x轴)上D衰减越慢，n越大，垂直方在大多数情况下水平井中由于重力分异作用，井筒中的流型复杂多向(y轴)上D衰减越慢，衰减越慢说明在该方向上影响范围越大，变，简单的插值法如距离反比加权插值法不能表现流量，含水和井所以可以通过Il，n的取值来控制D的变化规律。斜对流型的影响，需要探索新的插值方法。文章重点探讨了kriging现在主要是nl，／1取值的选择，实际上nl，I1的选择依赖于井筒横高斯基函数插值算法在CAT测井资料成像中的应用，并进行了适截面半径及探头的分布。这里取m=直径／2，n=直径／6，m=25m

6、m，n=当的改进，通过实验数据加以验证。8mmo1CAT持率计算的已有方法校正系数k的作用是修正各探头的权重，以保证探头节点处的CAT能够区分出油气水三相，所以根据CAT数据可以求出三估计值和实测值相等或相近。因此，为确定校正系数k。，k，⋯·k．，相的分相持率。为计算持率，假设每个探头提供相互独立的相持率的测量值。也就是说可以获得井眼横截面上l2个局部的相持率，综只需要最小化如下目标函数：minXi=",(C一(7)式中，Ci是根据式(5)合这12个局部相持率得到该井眼横截面上的相持率。综合的过程计算的第j个探头节点处的计算值；rrj是第j个探头的实测值

7、。采用优化方法，如粒子群算法，当目标函数达到最小时，即可得到相应的可以归结为以下的模型持水率=∑WiY(1)。其中，w是第i号探头校正系数。的权重，Y是第i号探头的持水率。4应用实例问题转化为确定Y{和W_。确定Y需要进行探头的标定和规范处理数据来自CAT在多相流动模拟装置上的油气水三相实验。化，确定有两种思路：等权重思想和等价权重思想。介质为自来水、柴油和空气，井斜为0度，是水平井，气流量为100等权重思想，即认为每个探头的地位是一样的，故权重相等，为方，天，油水的总流量为150方／天，含水率为80％。1／12。那么相持率为在该相中的探头数除以总探头数。

8、等价权重思想则考虑了探头在井眼横截面中的位置。认为某探头的权重与其