Sonda światłowodowa była szeroko stosowana w dziedzinie wykrywania fazy multipazowej z powodu interferencji antyelektromagnetycznej, łatwej matrycy i wysokiej czułości. W tym artykule zaproponowano metodę obrazowania dwufazowego wstrzymania przepływu gazowego opartą na sondzie z pojedynczym włóknem. Fuzja technologii pomiaru sondy z pojedynczych światłowodów i algorytm interpolacji Kriging może nie tylko zapewnić bardziej kompleksową i szczegółową wizualizację rozkładu zatrzymania w obszarze pomiaru, ale także skutecznie przezwyciężyć ograniczenia tradycyjnych metod.
Algorytm interpolacji krigingowej
Algorytm interpolacji Kriging jest lokalną metodą oszacowania opartą na funkcji wariancji, która nie tylko rozważa przestrzenną zależność pozycji między punktem oszacowania a punktem obserwacyjnym, ale także rozważa korelację przestrzenną między nimi, skutecznie łagodząc wpływ rzadkości danych na interpolację i poprawia uzasadnienie interpolacji. Szczególny proces wdrażania obrazowania interpolacji wstrzymania w oparciu o algorytm interpolacji Kriginga jest następujący
Gromadzenie danych i wstępne przetwarzanie:Korzystając z danych zatrzymania gazu mierzonego przez sondę światłowodową, konstruuje się oryginalny zestaw danych zawierający współrzędne każdego punktu pomiarowego i odpowiadające mu wstrzymanie gazu oraz eliminowane są nieprawidłowe i brakujące punkty danych.
Dopasuj funkcję wariancji eksperymentalnej:Dla każdej pary punktów pomiarowych obliczana jest odległość między nimi (tj. Odległość opóźnienia), a następnie obliczana jest półmienność wstrzymania gazu między parą punktów. Pół-viarian wszystkich par punktów pomiarowych są pogrupowane zgodnie z opóźnieniem. Dla każdego przedziału opóźnienia obliczana jest średnia wartość półmienności wszystkich punktów w przedziale, aby utworzyć wartość funkcji wariancji eksperymentalnej. Zgodnie z obliczonymi wartościami funkcji zmienności eksperymentalnej, odpowiedni model jest wybrany do dopasowania, a następnie rozwiązywany metodą regulacji pośredniej, wartość efektu Nugget C 0 można uzyskać częściową wartość obfitości c i zakres zmiennej alfa alfa alfa, aby ustalić model funkcji zmienności eksperymentalnej.
Rozwiąż współczynnik ciężaru:Funkcja wariancji między punktem oszacowanym a znanym punktem jest obliczana przy użyciu ustalonej funkcji wariancji eksperymentalnej. W zakresie wyszukiwania z punktem, który należy oszacować jako centrum, obliczana jest wartość funkcji zmienności między punktem a wszystkimi znanymi punktami i w połączeniu z wartością pół-wariancji między wszystkimi znanymi punktami uzyskanymi w kroku 2, równania krigingowe są rozwiązywane, m +1 są ustalane (gdzie m jest liczbą wszystkich znanych punktów w zakresie wyszukiwania).
Rozwiąż szacunek:Uzyskane współczynniki masy M zastąpiono wzorem oszacowania wstrzymania gazu w celu obliczenia interpolacji i uzyskano szacunkową wartość zatrzymania gazu tego punktu.
Wizualizuj wyniki:Korzystając z oprogramowania do przetwarzania obrazu, te punkty danych są mapowane na siatkę w regionie interpolacji, aby wygenerować obraz prędkości gazu dwóch konserwacji przekroju kolumny. Na obrazie różne kolory lub poziomy szarości reprezentują rozmiary zatrzymania gazu o różnych punktach interpolacji w przekroju kolumny, co intuicyjnie pokazuje przestrzenny rozkład wstrzymania gazu.
ANaliżę wyników eksperymentalnych
Biorąc pod uwagę, że proces interpolacji Kriginga obejmuje wiele operacji macierzy i wektorów, obliczanie formuły modelu, odwrotne rozwiązanie macierzy i wizualizację wyników interpolacji, niniejszy artykuł wybiera zestaw narzędzi DACE w oprogramowaniu MATLAB w celu ukończenia powiązanej pracy. Zestaw narzędzi DACE integruje funkcje predykcyjne modelu Kriginga i powiązanych funkcji pomocniczych, aby skutecznie obsługiwać powyższe złożone operacje matematyczne. Zasadniczo obszary o wyższej retencji gazu oznaczają, że pęcherzyki są skupione lub są większe bąbelki, podczas gdy obszary o niższej retencji gazu wskazują, że pęcherzyki są bardziej rozproszone lub mniejsze objętości. Wraz ze wzrostem natężenia przepływu gazu wzrasta również zatrzymanie gazu, szczególnie w środku rury, podczas gdy zatrzymanie gazu w pobliżu ściany rury stopniowo maleje. Ta zmiana odzwierciedla tendencję stężenia bańki do środka kolumny. Powodem jest to, że tarcie między płynem a ścianą rurki spowalnia prędkość przepływu w pobliżu ściany, zwiększając opór pęcherzyka do wzrostu. Dlatego pęcherzyki mają tendencję do zbierania się w środku struny o wyższym natężeniu przepływu i mniejszym odporności, co powoduje maksymalne stężenie pęcherzyków i retencję gazu w tym regionie. W przeciwieństwie do tego, w pobliżu ściany rurki znajduje się mniej pęcherzyków, a zatrzymanie gazu jest stosunkowo niskie, tworząc wzór dystrybucji pęcherzyków o gęstym środku i rzadkiej krawędzi. Symetria obrazu zatrzymania gazu wzdłuż kierunku promieniowego kolumny rury wskazuje, że rozkład pęcherzyka jest stosunkowo jednolity na odcinku kolumny rury i nie powstaje żadna duża grupa pęcherzyków ani grupy bąbelkowej. Ponadto stabilność zatrzymania gazu dodatkowo potwierdza stabilność procesu przepływu, co jest typowe dla przepływu pęcherzyków.
Wniosek
Ta metoda nie tylko rozwiązuje ograniczenie tradycyjnej sondy światłowodowej tablicy w pomiarze zatrzymywania gazu, ale także korzysta z doskonałej stabilności i trwałości czujnika światłowodowego, który jest bardzo odpowiedni do zastosowania w złożonym środowisku, takim jak studnie ropy i gazu. Zapewniając intuicyjny obraz rozkładu fazy gazowej, technologia obrazowania może pomóc w dostosowaniu strategii produkcyjnych, optymalizacji schematów wtrysku wody i skutecznej wspierania stymulacji. Ponadto monitorowanie w czasie rzeczywistym i wizualizowanie zmian w zatrzymaniu gazu mają kluczowe znaczenie dla wczesnej identyfikacji zagrożeń bezpieczeństwa, takich jak akumulacja bańki, która może prowadzić do niestabilności ciśnienia lub awarii sprzętu. Dlatego ta technologia ma ważną wiodącą znaczenie i praktyczną wartość w zapobieganiu potencjalnym problemom.