ידע

בדיקת סיבים נעשה שימוש נרחב בשדה גילוי שלב גז רב-שלבי בגלל ההפרעה האנטי-אלקטרומגנטית שלו, מערך קל ורגישות גבוהה. במאמר זה מוצעת שיטת הדמיית הזרמת זרימה דו-פאזית של נוזלי גז המבוססת על בדיקת סיבים יחידה. המיזוג של טכנולוגיית מדידת בדיקות סיבים יחידה ואלגוריתם אינטרפולציה של KRIGING יכול לא רק לספק הדמיה מקיפה ומפורטת יותר של חלוקת ההחזקה באזור המדידה, אלא גם להתגבר ביעילות על המגבלות של השיטות המסורתיות.

אלגוריתם אינטרפולציה של קריגינג

אלגוריתם אינטרפולציה של Kriging הוא שיטת אומדן מקומית המבוססת על פונקציית שונות, אשר לא רק שוקלת את הקשר המרחבי בין נקודת האמידה לנקודת התצפית, אלא גם שוקל את המתאם המרחבי ביניהם, ובכך מקלה למעשה את ההשפעה של דלילות הנתונים על התוצאת האינטרפולציה ושיפור התוצאה האינטרפולציה. תהליך היישום הספציפי של הדמיית אינטרפולציה של חזייה אווירית המבוסס על אלגוריתם אינטרפולציה של kriging הוא כדלקמן

איסוף נתונים ועיבוד מראש:בעזרת נתוני החזקת הגז שנמדדו על ידי בדיקת הסיבים האופטיים, מערך נתונים מקורי המכיל את הקואורדינטות של כל נקודת מדידה והחזקת הגז המתאימה שלה נבנית, ונקודות הנתונים החריגות והחסרות מבוטלות.

התאם את פונקציית השונות הניסיונית:עבור כל זוג נקודות מדידה, המרחק ביניהן (כלומר מרחק הפיגור) מחושב ואז מחושב את השונות למחצה של החזקת הגז בין צמד הנקודות. התנגדות למחצה של כל זוגות נקודות המדידה מקובצות על פי הפיגור. עבור כל מרווח פיגור מחושב הערך הממוצע של השונות למחצה של כל הנקודות במרווח כדי ליצור את הערך של פונקציית השונות הניסיונית. על פי הערכים המחושבים של פונקציית הווריאציה הניסויית, המודל המתאים נבחר להתאמה ואז נפתר בשיטת התאמה עקיפה, ניתן להשיג את ערך ההשפעה של Nugget C {}}, ערך פגיעה חלקית C ואלפא טווח משתנה, כדי לקבוע את מודל פונקציית השונות הניסיונית.

לפתור את מקדם המשקל:פונקציית השונות בין הנקודה המשוערת לנקודה הידועה מחושבת על ידי שימוש בפונקציית השונות הניסיונית שנקבעה. בטווח החיפוש עם הנקודה שיש לאמוד כמרכז, מחושב ערך פונקציית הווריאציה בין הנקודה לכל הנקודות הידועות, ובשילוב עם ערך השונות למחצה בין כל הנקודות הידועות המתקבלות בשלב 2, משוואות הקריגינג מוחלפות, M +1 משוואות (כאשר M הוא מספר המספר של כל הנקודות הידועות במטפס החיפוש, ומטפלים משקל נוצרים.

לפתור את האומדן:מקדמי משקל ה- M שהתקבלו הוחלפו בנוסחת הערכת הגזת הגז לחישוב אינטרפולציה, והתקבל ערך ההחזקה של הגז של נקודה זו.

דמיינו את התוצאות:באמצעות תוכנת עיבוד תמונה, נקודות נתונים אלה ממפות לרשת באזור האינטרפולציה כדי לייצר תמונת קצב גז דו-תחזורית של חתך העמודה. בתמונה, צבעים שונים או רמות אפורות מייצגות את גדלי ההחזקה של הגז של נקודות אינטרפולציה שונות בחתך העמודה, המציגה באופן אינטואיטיבי את ההתפלגות המרחבית של החזקת הגז.

Aנליזה של תוצאות ניסוי

בהתחשב בכך שתהליך האינטרפולציה של Kriging כרוך בהרבה פעולות מטריצות וקטוריות, חישוב נוסחת מודל, פתרון מטריקס הפוך והדמיה של תוצאות האינטרפולציה, מאמר זה בוחר את ארגז הכלים Dace בתוכנת MATLAB להשלמת העבודה הקשורה. ערכת הכלים של DACE משלבת את הפונקציות החיזוי של מודל KRIGING ופונקציות עזר קשורות כדי לטפל ביעילות בפעולות המתמטיות המורכבות לעיל. באופן כללי, אזורים עם שמירה גבוהה יותר על גז פירושם כי הבועות מקובצות או שיש בועות גדולות יותר, ואילו אזורים עם שמירת גז נמוך יותר מצביעים על כך שהבועות מפוזרות יותר או קטנות יותר בנפח. עם עליית קצב זרימת הגז, גם החזקת הגז עולה, במיוחד במרכז הצינור, ואילו הגזת הגז בסמוך לקיר הצינור פוחתת בהדרגה. שינוי זה משקף את הנטייה של ריכוז הבועה למרכז העמוד. הסיבה היא שהחיכוך בין הנוזל לדופן הצינור מאט את קצב הזרימה הסמוך לקיר, ומגביר את התנגדות הבועה לעלות. לפיכך, בועות נוטות להתכנס במרכז המיתר עם קצב זרימה גבוה יותר ופחות התנגדות, וכתוצאה מכך ריכוז הבועה המרבי ושמירת הגז באזור זה. לעומת זאת, יש פחות בועות ליד קיר הצינור, ושמירת הגז נמוכה יחסית ויוצרת דפוס חלוקת בועה עם מרכז צפוף וקצה דליל. הסימטריה של תמונת החזקת הגז לאורך הכיוון הרדיאלי של עמוד הצינור מציינת כי חלוקת הבועה אחידה יחסית בקטע של עמוד הצינור, ולא נוצרת קבוצת בועה או בועה גדולה. בנוסף, היציבות של החזקת הגז מוכיחה עוד יותר את יציבות תהליך הזרימה, האופיינית לזרימת הבועה.

מַסְקָנָה

שיטה זו לא רק פותרת את המגבלה של בדיקת סיבים אופטיים של מערך מסורתי במדידת שמירת גז, אלא גם נהנית מהיציבות והעמידות המצוינת של חיישן סיבים אופטיים, המתאימה מאוד ליישום בסביבה מורכבת כמו בארות נפט וגז. על ידי מתן תמונה אינטואיטיבית של חלוקת שלב הגז, טכנולוגיית ההדמיה יכולה לסייע בהתאמת אסטרטגיות ייצור, אופטימיזציה של תוכניות הזרקת מים ותמיכה ביעילות בגירוי. בנוסף, ניטור בזמן אמת והדמיה של שינויים בהחזקת הגז הם קריטיים לזיהוי מוקדם של סיכוני בטיחות, כמו הצטברות בועה העלולה להוביל לחוסר יציבות בלחץ או לכישלון ציוד. לפיכך, לטכנולוגיה זו יש משמעות מנחה חשובה וערך מעשי במניעת בעיות פוטנציאליות.