[发明专利]一种多孔介质中流体含水率二维分布的检测方法及装置

说明书

发明公开了一种多孔介质中流体含水率二维分布的检测方法及装置，方法包括：获取在混合流体二维平面布局多个电极对的所有电极对之间的电导数据及电极位置坐标矩阵；将电导数据按照电极的位置排列成电导矩阵；计算等效扩展电导矩阵并转化为含水率矩阵；利用特定权重矩阵的NURBS曲面拟合算法技术计算含水率分布。本发明的混合流体含水率检测方法具有在精度允许范围内低成本、实时连续测量、操作方法简单、等优点，操作简单便捷。

技术领域

本发明属于原油含水率检测技术领域，涉及一种多孔介质中流体含水率二维分布的检测方法及装置。

背景技术

在石油开采行业，油水混合流体的含水率是一项必不可少的重要监测指标，可以通过含水率来预测油井的油层位置和水位等信息，从而进一步预测出油田剩余可开采原油的产量和价值，并制定相应的开采计划，因此对油水混合流体的含水率进行监测有着十分重要的意义。

当前油水混合流体含水率检测方法可分为离线和在线两种方式。常见的离线方法有蒸馏法、电脱法、卡尔-费休法(国标GB11146-89原油水含量测定法)等；在线方法有电容法、电导法、射线法、密度法等。随着现代科技不断进步，离线测量法由于无法做到实时的监测以及人工成本高、连续性差等缺点故逐渐被在线测量方法所取代。而在线方法中射线法由于安全性低、成本高所以采用该方法的应用实例并不多；密度法受到油水混合相的不同难以取得有代表性的采样值，故测量误差具有较大的随机性；电容法利用了不同混相的原油留过电容极板间时的介电常数的变化来判断含水率的多少，该方法虽然没有射线法的高成本和危险性但由于介电常数不仅受到油水混合相的影响，还会受到温度的影响，因此设计当中需要使用温度传感器排除温度的干扰，相对来说更复杂。

接下来介绍电导法测量流体含水率的原理。本发明所指流体主要由原油、水和少量沙构成。在这种流体中，干沙和油是非导电物质，水为导电物质，混合流体中水的含量不同而使导电性发生变化，在电极对两端加上交流激励信号，测量两电极之间的导电率，就可测量两电极之间混合流体中的含水率。目前对于电导的主流测量方法是将电极对放入被测样品中在电极两端加上一个交流激励信号，利用电气特性测量电导的变化。该方法成本低，可连续测量，不需要繁杂的人工操作。

当前应用电导法检测油水混合流体含水率的装置大部分均为点对点测量，其能够测量出采样点附近油水混合流体的含水率。但是关于如何对分布在样品中若干个采样数据进行分析从而估计出样品油水混合流体含水率在平面中的分布情况这方面的研究较少。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种多孔介质中流体含水率二维分布的检测方法及装置。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

第一方面，提供一种多孔介质中流体含水率二维分布的检测方法，包括：

(1)获取在混合流体二维平面布局多个电极对的所有电极对之间的电导数据及电极位置坐标矩阵；

(2)将所述电导数据按照电极的位置排列成电导矩阵；

(3)计算等效扩展电导矩阵并转化为含水率矩阵：

(31)用等效调和平均法对所述电导矩阵进行扩展得到等效化的电导矩阵G_s；

(32)对等效化的电导矩G_s阵进行高斯平滑滤波运算，得到平滑处理过后的电导矩阵G；

(33)将电导矩阵G代入电导-含水率的函数，并通过修正得到含水率矩阵C；

(4)利用特定权重矩阵的NURBS曲面拟合算法技术计算含水率分布：

(41)对含水率矩阵和电极位置坐标矩阵进行归一化得到归一化数据；