散射和熒光法油田注水在線檢測系統(tǒng)研究(1)

1、散射和熒光法油田注水在線檢測系統(tǒng)研究Studyontheoilfieldinjectionwateronlinedetectionsystemusingscatteringand●一一一重lU0reSCenCe學科專業(yè)：儀器科學與技術研究生：許飛指導教師：段發(fā)階教授天津大學精密儀器與光電子工程學院二零一五年十二月一苓一丑平T一月中文摘要在油田現(xiàn)場通常采用地下注水的方式來保證油層的壓力，回注水中懸浮物和油含量決定回注水的注入性，影響著注水

2、系統(tǒng)的壽命，是水驅(qū)油藏高效開發(fā)的關鍵。本文受中石化勝利油田“油田回注水水質(zhì)在線監(jiān)控裝置研究及試驗”項目支持，旨在開發(fā)一套針對油田回注水水質(zhì)的小型化在線測量設備。通過對油田回注水中懸浮物和油分顆粒的光學特性進行研究，確定了懸浮物水下散射法與油分表面熒光法結(jié)合的綜合測量方法，設計并搭建了回注水水質(zhì)在線檢測系統(tǒng)，進行了懸浮物和油分濃度測量實驗。本文最終完成了系統(tǒng)在實驗室環(huán)境下的數(shù)據(jù)測量與模型論證，主要內(nèi)容如下：1分別對懸浮物和水中油常用的檢測

3、方法進行對比，根據(jù)在線檢測的要求結(jié)合回注水中懸浮物和油分顆粒的光學特性，確定了懸浮物的90。水下散射測量方法和油分的表面熒光測量方法。2以Mie散射原理與紫外熒光效應為理論基礎，分別對兩種方法進行建模，建模過程考慮了懸浮物顆粒、油分顆粒、水分子對光傳播吸收和散射作用產(chǎn)生的間接影響，仿真并討論了主要參數(shù)如顆粒直徑、入射光波長、光程等參數(shù)變化對模型的影響。對水下散射法和表面熒光法測量模型進行實驗驗證。3討論懸浮物與油分測量時相互之間產(chǎn)生的影

4、響并進行仿真，提出“先熒光后散射“的綜合測量方法。4根據(jù)散射和熒光法模型要求以及油田現(xiàn)場管線的小型化尺寸要求合理設計光學結(jié)構(gòu)和參數(shù)，對光路結(jié)構(gòu)引入的誤差進行探究并提出優(yōu)化方案。5設計硬件電路模塊并調(diào)試，根據(jù)系統(tǒng)指標選擇器件。提出光電檢測模塊基本單元組成結(jié)構(gòu)，討論主要功能模塊的具體實現(xiàn)方法，如負反饋光強穩(wěn)定電路和微弱信號處理電路的實現(xiàn)。對光電電路的噪聲進行分析，并探究提高信噪比的方法。6搭建回注水水質(zhì)監(jiān)測平臺，在實驗室條件下分別對懸浮物和