压力曲线（精选6篇）
压力曲线 篇1
1 问题描述
2016年3月4日9时, 2016-1批某点火具在测试压力—时间时, 示波器输出如图1所示的压力信号, 不同于往常试验所得曲线, 观察图1发现压力信号上升后下降缓慢或未有下降, 连续测试5发, 所得压力信号输出曲线均如图1所示, 获取图1中压力信号的峰值及作用时间。所测数据不符合产品性能要求。
2 测试系统组成及测试原理
2.1 测试系统工作状态确认
上述问题出现后, 对测试系统进行现场检查, 检查情况如下:
(1) 此次试验用仪器、设备均检验合格 (具体见表1) 。
(2) 连接线路按图2所示连接正确可靠, 且各仪器有效接地。
(3) 仪器参数设置:智能雷管电参数测试仪 (简称发火仪) 参数设置:电流1.5A, 持续时间3ms;示波器参数设置:通道“1” (发火触发同步信号) 纵坐标1V/格, 横坐标1ms/格;通道“2” (压力信号) 纵坐标500mV/格;稳压稳流直流电源参数设置:24V电压。各仪器参数设置符合点火具验收规范及操作规程。
(4) 压力罐完好无损, 无泄漏现象。
2.2 测试原理
(1) 测试原理:如图2所示对装在5ml压力罐内的产品 (即点火具) 施加1.5A、3ms的直流电流, 产品发火, 产生的气体作用在传感器上, 使其输出一个和压力变化相对应的电压信号, 示波器接收、转换后以图形的方形式输出此电压信号 (如图3) 。
(2) 压力 (P) :读取图3中的电压值△U, 因压力 (P) 与电压值 (△U) 成线性关系, 即P=△U/比例因子, 得到产品作用后产生的最大压力值P。
(3) 时间 (t) :读取图3中△t, 即为点火具点火到最大压力值的时间。
3 原因分析
经对测试系统现场检查及其工作原理、线路连接的分析了解可知, 导致测试系统压力信号输出异常的原因有:
(1) HP54602B示波器输出信号失真;
(2) 07092111传感器信号传递失真;
(3) 2016-1批点火具发火后产生的压力不足而导致曲线异常。
为确定点火具点火压力-时间曲线异常的具体原因, 进行了试验排查, 设定试验方案如下:
在保持原有测试系统状态即线路连接、仪器参数设置不变的基础上:
方案一:更换示波器:用TDS3034C示波器替代HP54602B示波器, 取2016-1批点火具进行试验, 连续测试发20, 测试曲线均如图1所示, 试验结果不符合产品性能指标要求。
方案二:更换传感器:将检验合格且同量程同精度等级的091110115传感器接入测试系统, 取2016-1批点火具进行试验, 连续测试20发, 测试曲线均如图4所示。试验结果符合产品性能指标要求。
方案三:更换点火具批次:取已经验收合格的2015-3批点火具进行试验, 连续测试20发, 测试曲线均如图1所示, 试验结果均不符合产品性能指标要求。
综合以上三种方案的试验结果可知: (1) 更换示波器, 输出曲线显示仍旧异常, 因此可排除试验时HP54602B示波器输出失真的情况; (2) 更换传感器, 测试曲线显示正常, 因此07092111传感器是否正常工作有待进一步确定; (3) 更换验收合格的2015-3批点火具进行试验, 示波器输出曲线仍异常, 从而可排除2016-1批点火具输出压力不足而导致曲线异常的情况。
将07092111、091110115两个传感器再次检测, 全自动智能压力校验仪检验过程如图5所示, 检验结果两个传感器均合格, 且符合0.5级的精度等级。仔细观察图5, 发现在2MPa校验点处压力趋于平缓且此过程保持有约 (1~2) S的时间, 其它校验点4 (6、8、10) MPa处亦存在此现象。考虑到点火具发火时产生的最大压力是一个瞬间值, 且从点火到产生最大压力值的时间不超过3ms。对比传感器校验过程与试验过程发现:压力产生及其持续时间长短存在差异, 由此当传感器因多次使用而响应迟滞时, 就会出现这种曲线异常的情况, 且因工厂现有检测技术有限, 不能对传感器响应时间进行检测, 因此传感器仍有可能被检验合格, 而这种状态的传感器应用于生产试验时, 此时所得到的试验曲线失真。
查阅传感器使用记录, 传感器于2015年6月检测合格后用于压力-时间曲线测试试验, 其检定周期为6个月/1次, 2015年11月再次检测合格, 至2016年3月4日, 已经多次用于试验。因传感器为精密仪器, 其响应时间随着使用次数的增加而有增大的趋势, 当响应时间增大到临近或超过点火具点火到最大压力的时间时, 传感器测试信号失真, 直接导致示波器输出曲线失真。
4 结论
点火具点火压力—时间测试时出现输出曲线异常问题, 其原因是压力传感器多次使用后, 响应迟滞, 信号传递失真。
5 采取措施
因工厂生产试验需要, 但现有检测技术有限, 无法及时发现传感器响应迟滞的情况发生, 为确保试验的正常进行, 试验结果正确、可靠, 采取以下措施进行控制:
(1) 根据传感器使用次数定期更换传感器或当试验数据压力值 (P) 呈现逐渐下降趋势时, 立即更换传感器。
(2) 加强对传感器作用原理的了解和认知, 合理使用传感器。
同时希望工厂更新试验设备, 引进先进检测技术, 从而及时发现、有效防范同类问题的发生。
摘要：通过对测试某点火具点火压力—时间时出现的输出曲线异常问题进行分析、试验, 得出导致该问题的主要原因是:传感器多次使用后, 响应迟滞, 信号传递失真。然后, 根据问题原因采取了相应的防范措施。
关键词：曲线异常,传感器,响应迟滞
参考文献
[1]王凯民, 张学舜.火工品工程设计与试验[M].北京:国防工业出版社, 2010.
[2]GJB5309.24-2004火工品试验方法第24部分:点火压力—时间曲线测定[Z].
[3]压力变送器检定规程 (JJG882-2004) [S].
[4]刘靳, 刘笃仁, 韩保君.传感器原理及应用技术 (第三版) [M].西安:西安电子科技大学出版社, 2013.
压力曲线 篇2
1. 测试井所在区域油藏沉积特征
塔19-34区块位于塔19合同区块内, 构造位于塔南凹陷西部构造带上, 主力含油层位为铜钵庙组油层Ⅰ、Ⅱ油组。铜钵庙二油组为多期扇体叠加而成, 从Ⅱ油组上部至Ⅰ油组扇体沉积中心逐渐由北向南迁移, 经历了水进-水退的沉积过程, Ⅱ油组沉积末期为最大湖泛时期。铜钵庙组油层主要发育河道砂、河口坝、水下分流河道等沉积微相, Ⅱ22号层以辫状 (扇) 三角洲沉积体系前缘水下分流河道沉积为主, Ⅱ25号层为多期扇三角洲前缘砂沉积, 岩性由下向上变粗, 断层较发育, “破碎”断带零星分布。
2. 测试井基本概况
T19-264-t166井于2008年9月14日投产, 开采层位为铜钵庙Ⅱ油组, 射孔井段为1720.4m-1776.2m, 射开砂岩厚度42.6m, 有效厚度41.4m (表1为该井的射孔情况) , 原始地层压力为16.28MPa。投产初期日产油13.6t, 含水0%, 地层压力12.0MPa, 到2010年10月日产油降至4.4t, 含水0%, 地层压力降至4.36MPa。该井于2009年11月, 2010年10月进行过两次偏心静压测试。
二、试井资料分析
1. 试井资料基本概况
该井于2009年11月, 2010年10月进行了两次偏心静压测试, 用压力计实测的方式下到油层中部测试, 测试曲线如图。
2. 试井资料分析
(1) 2009年资料分析
2009年测试曲线显示为圆形封闭边界, 从解释结果来看, 地层压力由6.77MPa下降到5.49MPa, 产液量由7.9t/d下降到5.5t/d, 而渗透率、流动系数和边界距离无明显变化。说明该井处于一个岩性全封闭的区域, 仅靠弹性能量开采, 地层能量逐渐损耗。
2009年10月测试的产液状况表显示, 该井的主产层为t II22和t II27层, 占全井产液量的50%以上。
从两个主产层的小层沉积微相平面图可知:该井四周均有断层, 三条断裂带紧靠主力生油凹陷中心, 且周围破碎断裂带比较发育, 该断块没有注水井, 在T19-264-t166井周围有T19-266-t167一口油井。从静态连通资料可知, 该井主产层t II27层井周围干层较发育。综合以上地质资料分析, 试井资料反映出的圆形封闭边界是断层和干层综合作用的结果。产量及压力明显下降是由于该断块处于一个较为封闭的区域, 周围没有注水井补充能量, 仅靠弹性能量开采, 地层能量逐渐亏空造成的, 因此建议地质部门采取措施在该断块补充地层能量。
(2) 2010年资料分析
2010年测试资料反映, 该井地层压力由6.77MPa下降到4.36MPa, 产量由7.9t/d下降到4.4t/d, 渗透率和流动系数无明显变化。说明地层能量继续亏空。但是此时试井曲线形态却发生明显变化, 导数曲线后期形态由下掉到上翘, 反映边界类型发生了变化 (见图2) 。结合小层沉积微相平面图及静态连通资料可知:该井2009年的两个主产层TII22层为次河道-河间-次河道连通类型, 而TII27层为油层-干层连通类型, 2010年导数曲线由下掉变为上翘, 显示三条封闭边界类型, 分析认为是TII27层由于长期弹性开采, 地层能量亏空, 已不再是主产层, 因而由干层引起的封闭作用减弱, 在试井资料上没有反映出来。此时TII22层应该变为主产层, 所以试井模型由全封闭边界变为三条封闭边界。
从产量和压力持续下降也说明了地层能量的损耗, 该区块急需能量补充。本次测试结束后, 建议地质部门在该区块增加注水井, 进行注水开发。2010年12月, 地质部门将生产井T19-266-t167转为注水井。T19-266-t167转注后, T19-264-t166井注水明显受效, 日产液量由4.4t/d上升到15.1t/d。
结论
1.该井2009年测试导数曲线下掉, 显示封闭边界类型, 是由主产层t II27层内存在的干层和井周边断层综合作用结果;而2010年测试曲线上翘, 显示三条U型封闭边界类型, 说明t II27层不再是主产层, 干层影响消失。测试期间产量和压力持续下降, 说明了弹性开采期间地层能量持续损耗, 地质部门在该区块增加了一口注水井后, 该井见到了明显效果。
2.对试井资料的分析不能只局限于一次资料, 也不能就试井谈试井, 而应该紧密结合地质动静态资料, 横向区域对比, 纵向历史分析, 才能最大限度地开发出试井资料蕴含的丰富信息, 真正为油田开发服好服务。
摘要：T19-264-t166井是塔19-34断块的一口生产井。2008年9月投产, 到2010年10月, 产液量已由开采初期的15.1t/d下降到了4.4t/d, 地层压力由12.0MPa下降到4.36MPa, 井口产液量和地层压力明显下降。在此期间共进行了三次偏心静压测试, 测试曲线形态变化较大, 前两次导数曲线后期明显下掉, 而第三次测试的导数曲线后期出现上翘现象, 曲线形态显示该井边界由全封闭变成了三边封闭。为弄清产量和压力下降及试井曲线形态变化的原因, 将测试及地质动、静态资料进行综合分析, 以便给地质开发方案调整提供依据。
关键词：偏心静压,压力导数曲线
参考文献
压力曲线 篇3
钢管水压实验机是对钢管进行密封性检验的专用设备, 该设备配备一套水压实时监控系统, 该系统能自动出具水压检验动态过程电子检验报告, 每一根钢管都有一份检测报告备案, 以备追溯钢管质量。
水压实时监控系统是在IPC (工控机) 上使用Visual Basic 6.0 Windows编程工具开发的软件系统, 它具有1) 实时监测压力并绘制增压和保压曲线;2) 实时记录采样数据;3) 记录钢管参数信息、操作者信息;4) 保存和打印压力曲线和压力数据等多种功能。该文拟介绍该实时监控系统软件的曲线绘制、文件保存、曲线打印等部分功能。
当计算机和PLC通讯正常时, 计算机按照设定的频率从PLC读出实时压力数据并绘制增压曲线, 并判断实时压力是否已经达到设定压力。当实时压力小于设定值时继续从PLC读出压力值并绘制曲线, 反之当实时压力大于或等于该值时结束增压曲线的绘制, 跳转到另外一个窗口, 进行保压曲线的绘制。
保压曲线的绘制时间由保压时间控制, 当到达保压时间后, 程序会自动产生一个以钢管管号为名称的文件, 将采样数据保存下来。
2 软件模块编制介绍
2.1 增压曲线绘制程序的框图如图1
钢管的增压曲线描绘了钢管内的压力从小到大的变化过程, 直观地显示出实时压力是否达到了设定压力。在该阶段, 程序会把钢管的各种信息、设定压力、保压时间等内容保存在变量中, 待保压阶段使用。
2.2 保压曲线绘制程序的框图如图2
在增压阶段, 当实时压力达到设定压力时, 程序会自动跳转到保压窗口, 进行保压阶段的工作。首先根据保压时间 (一般是10到20秒) 计算出保压开始和结束的时间;再调用过程绘制坐标系, 该过程有三个参数:图形控件、设定压力和保压时间。图形控件控制曲线描绘的范围;设定压力控制Y轴的取值范围, 最小值是“设定压力-0.5”兆帕, 最大值是“设定压力+0.5”兆帕;保压时间确定X轴的取值范围, 最小值是0秒, 最大是“保压时间”秒。
程序在绘制保压曲线的同时, 会把每一组采样时刻和实时压力保存在文件中, 并把最大压力值、最小压力值、实时压力保存在三个变量中。
当保压工作完成时, 程序会把钢管的各种信息、最小压力、最大压力、平均压力都写入文件中, 这个文件将是这根钢管对应的电子文档, 以后可以根据这个文件打印出这根钢管的保压曲线图。
2.3 保压曲线绘制实例
如图3。
2.4 坐标系绘制程序的框图如图4
该项工作是在图形控件中完成的, 通过ScaleLeft、ScaleTop、ScaleWidth、ScaleHeight属性, 控制坐标系的尺寸;通过DrawWidth、DrawStyle属性, 控制不同的线宽和线型。
2.5 打印增压曲线程序的框图如图5
把文件中的变量保存在数组变量中, 根据这些变量绘制的曲线和保压时的曲线完全相同。为了提高曲线的打印质量, 不采用图形控件中的打印功能, 而是先传送正文和图形给Printer对象, 再用NewPage和EndDoc方法打印。
3 结语
该程序由三部分组成, 曲线在屏幕上的绘制;曲线数据在文件中的保存;曲线从打印机的输出。绘制曲线时主要通过图形控件和计数器控件的功能来完成;保存曲线可以通过新建、打开、读出、写入、关闭等文件功能来实现;打印曲线使用Printer对象来完成, Printer对象是一个与设备无关的图片空间, 支持用Print、PSet、Line、PaintPicture和Circle等方法来创建文本和图形, 当完成在Printer对象中放置信息后, 用NewPage和EndDoc方法将输出传送到打印机, 就可以完成曲线的打印。限于篇幅不能写出具体的程序代码, 只能用程序框图来表示。该文介绍的方法已经在水压机水压监控系统程序中得到应用, 已经在产品中正常使用。
参考文献
[1]程胜利.Visual Basic语言程序设计教程[M].北京:中国水利水电出版社, 2007.
压力曲线 篇4
在科学技术高度发展的现代社会中,人类已经进入了信息时代。在从事生产和科学活动中,主要依靠对信息资源的开发、获取、传输和处理。一切的科学试验和生产,都要通过传感器转换为容易传输和处理的点信号。可以说,传感器已经无处不在了。
1 传感器的原理
传感器一般分为:应变式传感器,电磁式传感器,电容式传感器,压电式传感器,磁电式传感器,光电式传感器,半导体传感器等等[1]。下面要讲的是压力传感器,它是应变传感器的一种。
文献[2]可知,金属丝的电阻为:
其中,R为金属丝的电阻;ρ为金属丝的电阻率;L为金属丝的长度;S为金属丝的截面积(金属丝形变前后半径为r1,r2.半径变化量为dr)。
取一段金属丝,当金属丝受拉伸长dL时,其横截面积将相应地减小dL,电阻率则因为金属金格发生变形等因素的影响也将减少dρ。这些量的变化也就影响金属丝电阻改变dR。金属导体的电阻应变效应原理如图1所示。
根据上图有:
2 应变片的测试原理
用应变片测量应变或应力时,将应变片粘贴在被测对象上。在外力作用下,被测对象表面发生微小的机械变形,粘贴在其表面的应变片也随其发生相同的变化,而应变片的电阻也发生相应的变化。如用仪器测出应变片的电阻变化∆R,则根据式(4)可得到被测对象的应变值ε,则根据一维受力-应力关系可得到应力值σ,即:
其中σ为试件的应力,ε为试件的应变。
通过弹性敏感元件转换作用,可以将位移、力、力矩、加速度、压力等参数转化为应变,因此,可将应变片扩展到测试上述参数,形成各种电阻应变式传感器。
3 曲线拟合
由于一般的试验所得的数据很多,而且观测的数据本身带有误差,因此所求的近似曲线并不要求通过所有的给定点(xi,yi),即不要求满足ϕ(xi)=yi(i=1,2,…N),而只要求函数y=ϕ(x)能反应数据的基本变化趋势。由于不同类型的函数能表达不同的特性,因而常常规定在某种确定的函数φ中寻找一个最好的函数ϕ(x)拟合已知的数据(xi,yi)。所谓“最好”的标准通常是要求ϕ(xi)与yi的偏差(yi–ϕ(xi))的平方和为最小,按这样的标准确定拟合函数,称为最小二乘曲线拟合。这实际上是在离散的情形下的最佳平方逼近。
问题的一般情况是:对于给定的数据ϕ(xi)=yi(i=1,2,…N),选取线性无关的函数簇{ϕ0,ϕ1,…ϕm}及权函数ω(x),要求在函数类φ=span{ϕ0,ϕ1,…ϕm}中找到一个函数:
由多元函数的极值的必要条件,得:
同时引入内积:
于是,式(5)可以表示为:
其中,j=0,1…m。即有:
这个方程称为法方程。若用ϕ0,ϕ1,…ϕm构成Nx(m+1)阶矩阵A,即
由于ϕ0,ϕ1,…ϕm线性相关,可知法方程存在唯一解:a0=a0*,a1=a1*,…,am=am*
得到函数:
由式(5),有(ϕ*,y–ϕ*)=0所以最小平方误差:
从上述推到过程可知,当ϕ0,ϕ1,…ϕm不但线性无关,若还是标准正交系,即
此时,正规方程组的系数矩阵为单位矩阵,
最小平方误差为:
4 传感器的测试电路
由于机械应变一般都很小,要把微小的应变引起的微小电阻变化测量出来,同时要把电阻相对变化∆R/R转化为电压或电流的变化,需要有专用的用于测量应变变化而引起电阻变化的测量电路。在工程中通常采用到直流电桥和交流电桥。下面就介绍一下直流电桥的测试电路。如图2,R1,R2,R3,R4是桥臂电阻,桥路电源都是采用12V供电,放大器A1采用正负12V电源供电,RL是输出负载。
当RL→+∞时,电桥输出电压为(E=12v)
当电桥平衡时,U0=0,则有
说明欲使电桥平衡,其相邻两臂电阻的比值应相等,或相对两臂电阻的乘积应相等。
下面来推导一下电阻的变化与输出电压的关系。图2中的电阻变化微小,电桥输出的电压也很小,一般都要加入放大器放大的。由于放大器的输入阻抗比电桥的输出阻抗要大得多,电桥视为开路[3]。(假设R1是变化的电阻)
∆R1远远小于R1,分母中的∆R、R可以省掉,于是有:
输出与电阻变化是存在着线性关系的。
5 最小二乘拟合的应用
传感器的输入和输出关系在一般的精度下,是按照直线来考虑的[2],这样可以保证输入与输出的是一种线性关系,不会产生很大的失真,而且它的线性范围很小,这样就可以测出非电信号的微小变化。因此,常常根据试验测得的几个点值,利用数值分析里面的一些方法就可以对试验的数据进行处理[4]。拟合与实际接近的图形,以便对信号进行进一步的分析。下面以一个实际的试验数据来简单地说明一下最小二乘法在传感器中的应用。
量程为10Mpa压力传感器,用活塞式压力计进行校验,输出有数字电压表读数,共进行5次加压、泄压循环,平均后得到下列五组数据。
上述表格只是给出了一组数据,没有过多提示信息。下面,我对试验数据来进行分析。
用matlab编写了一个最小二乘拟合的子函数,在主程序中,直接调用最小二乘拟合的子函数就可以了,并且编写一个通用的函数,可以方便不同次数的拟合来调用。程序运行拟合的图形如图3。
很明显,从图中可以看出,在2~10Mpa之间,输入和输出之间是一个比较好的一次线性关系。在误差允许的范围内,就可以求出在上述范围内任何一点的输出结果。当然,在2~10Mpa范围之外,也许还有一部分是线性关系,但是我们只能从现有的数据知道在2~10Mpa内是满足要求的线性关系。如果确实需要验证,需要更多的试验数据才行。
6 结语
通过理论分析和试验验证,数据拟合在传感器的处理这一方面能够广泛地应用,可以对数据的分析更加透彻,精度进一步提高,极大地减小误差,使计算值能够很好地接近理论值。下一步将研究如何用传感器准确检测人体的生理指标数据。
参考文献
[1]郁有文,常健,程继红.传感器原理及工程应用(第二版)[M].西安:西安电子科技大学出版社,2003.
[2]王昌明,孙德,仁何云.传感器与测试技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,2005.
[3]蒋焕文,孙续.电子测量(第二版)[M].北京:中国计量出版社,2004.
压力曲线 篇5
随着勘探实践的深入,南海西部海域寻找优质储层油气藏的难度不断加大,勘探领域逐渐往深层、复杂储层拓展。在南海西部海域的北部湾、珠江口等盆地的下第三系地层均发现大量的低孔低渗油气藏及含油气构造,储量规模较大。目前困扰勘探开发的主要问题就是储层质量问题,即如何准确、可靠地识别、评价差中较优的有效储层及产能,为油公司决策层决定是否进行DST测试作业提供及时有效的决策依据,具有十分重要的现实意义。
1核磁伪毛管压力曲线构建方法
近几年利用核磁测井资料定量评价岩石孔隙结构的研究取得了一定的进展。从近10年发表的文献看,Shell公司Yakov(2001)[1]提出横向弛豫时间和毛管压力之间的转换关系,并以平均饱和度误差取得最小值为标准求取最为合适的转换系数C。随后国内胜利油田运华云等(2002)[2,3]开展了类似研究。根据他们的论述可以看出,利用核磁共振测井资料定量评价储层孔隙结构的理论基础是表面弛豫起主导作用,其方法的基本思路是用毛管压力数据刻度核磁T2谱,建立Pc和T2之间的转换系数。他们提出的转换关系是线性的,认为可以通过实验样品求取适合一个储层的平均转换系数。实际应用常发现线性转换方法获得的毛管压力曲线在两端(分别对应大孔、微孔)误差较大。
与上述传统的线性转换关系Pc=C/T2不同,何雨丹(2005)[4,5]提出新的幂函数关系。该方法在孔隙结构较单一时,建立的毛管压力曲线比前述线性方法有很大改善,但在储层孔隙结构复杂时单一幂函数无法取得好的拟合效果。本研究在何雨丹基础上提出了分类分段幂函数关系,即先对储层分类,然后对每类储层再分段幂函数拟合。对于物性较差的储层,转换关系具有一段性,采用单一幂函数来构造伪毛管压力曲线。对于物性较好的储层,转换关系具有分段性,大孔和小孔处采用不同幂函数来分段构造伪毛管压力曲线。
应用新的幂函数分段转换的方法对岩心数据进行了处理,效果得到了大大改善。小孔处和大孔处符合的都很好,这种方法虽然没有精细的数学理论背景,但从两种数据反映的微观孔隙空间入手,简单方便的实现了用毛管压力资料对T2谱的精细刻度,从而精确描述了同一事物两种物理特性间的转换关系,使利用核磁共振测井资料定量评价岩石孔隙结构的水平有所提高。
按照分段幂函数转换方法对莺歌海盆地莺歌海组二段的实验数据进行处理分析,结果表明每一块样品用幂函数(或分段幂函数)刻度方法可以很好地建立压汞曲线与T2谱积分曲线的关系,而且类型相同的样品刻度关系也非常接近。但是,这些刻度关系很难建立起统计规律。
为了应用这种刻度转换关系来处理实际的核磁测井资料,达到对储层岩石孔隙结构进行连续定量评价目的,采用了“按储层类型进行分类刻度”的转换方法。即根据储层分类标准,分别选择每一类储层样品的平均毛管压力曲线和对应的平均T2谱积分曲线(图1),建立每一类储层的特征刻度关系。利用此特征刻度关系就可以在有核磁共振测量的井段连续的构造出核磁毛管压力曲线以实现对储层孔隙结构进行连续定量评价的目的。根据莺歌海盆地莺歌海组二段的储层特征,应用每一类型储层的特征毛管压力曲线等饱和度刻度对应储层类型的特征核磁T2谱积分曲线,可以分别得到四种类型储层的T2谱与毛管压力曲线的特征刻度转换关系。
2 基于核磁孔隙结构产能级别评价方法
为具体明确储层孔隙结构与油气层产能的关系,必须建立油气层产能与孔隙结构特征的关系。毛管压力曲线类型与油气产能有非常好的对应关系,但其主要是一个直观定性的识别,难以给出一个明确的定量的判别标准。孔隙结构特征参数能够给出一个定量的判别标准,但由于孔隙结构特征参数类型多,利用一或两类孔隙结构特征参数来反映储层孔隙结构类型与产能的关系误差较大。为此应该从两个方面同时入手:一是深入开展利用核磁共振测井资料在孔隙度、渗透率等储层宏观物性参数方面的精细评价方法研究;二是深入挖掘核磁伪毛管压力曲线,计算排驱压力、最大进汞饱和度、孔喉半径等微观孔隙结构参数;最后结合已有测试资料,提取对储层产液能力敏感的参数,通过多元参数统计分析方法,创建储层产液指数曲线,达到划分储层产液级别的目的。
2.1 孔隙结构特征参数定量计算
地质上描述孔隙结构的特征参数很多,研究中主要考虑了两类特征参数:第一类为描述毛管压力的特征参数,如排驱压力、中值压力、最小润湿相饱和度等;第二类为描述孔隙结构的特征参数,包括描述孔喉大小和孔喉分选性两种特征参数,如最大孔喉半径、中值孔喉半径、分选系数、孔喉歪度等。可以通过两种方法获得孔隙结构参数:一是通过T2谱计算获得为伪毛管压力曲线,然后根据公式获得微观孔隙结构参数;另一方法是根据T2几何平均值与孔隙结构参数的关系,通过T2几何平均值计算孔隙结构参数[6],本文采用该方法,具体计算公式如下:
2.2 产能级别评价
目前国内对储层级别的划分还没有统一的标准,《海上石油天然气储量计算规范》中将油气藏根据单井测试日产量对储层的级别进行划分。根据产能渗流公式,单层产量是测试压差、测试厚度、储层物性参数的函数,对应一定的日产量,在不同的厚度、压差条件下,所需要的储层物性条件是不一样的。因此,为了方便储层级别的划分,特采用比产液指数作为储层级别划分的依据,比产液指数定义为在单位厚度、单位压差条件下,储层的日产液量,定义如下:
J=Q/(T△PH) (6)
式(6)中,J—比产液指数;
Q—产液量,m3;
T—时间,d;
△P—生产压差,mPa;
H—射孔厚度,m。
优选出6个储层分类关键评价参数,分别为:有效孔隙度、渗透率、排驱压力、孔隙吼道均值、分选系数、最大进汞饱和度,再由该6种关键参数构建一条储层分类综合评价指数ZZ。
图2为储层分类综合评价指数与储层类别以及产能的关系图,由图2可见不同储层分类综合评价指数范围,储层产液能力不同;应用储层分类综合评价指数能够很好地反映储层分类及储层产液能力大小。
3 应用实例
图3为WC—1井(2 010—2 045) m井段核磁共振测井定量评价孔隙结构参数、储层分类及产能评价成果图。图3中第2道为核磁标准T2谱,第3道为计算的伪毛管压力曲线,第4道为计算的伪孔径分布曲线,第5道为计算的排驱压力, 第6道为计算的中值压力,第7道为计算的孔喉半径均值,第8道为计算的分选系数,第9道为计算的歪度,第10道为计算的峰态,第11道为储层分类综合评价成果。
从毛管压力曲线形态、排驱压力、孔喉半径均值和储层分类综合评价指数综合分析,将15号层解释为Ⅱ类储层,对15号层试油日产油183.4 m3,试油标准产液指数为5.093 5 m3/(MPa·d·m),试油结果与解释结果符合。
4 结论及问题
基于储层类别按照非线性幂指数关系构建核磁伪毛管压力曲线的方法在南海西部油田的成功应用为精细储层评价及产能预测提供了基础,实际效果较好。同时也存在如下有待进一步研究完善的地方:
(1) 目前由核磁测井构建毛管压力曲线的方法是在饱和水T2谱基础上建模的,轻烃对核磁测井T2谱形态的影响有待研究;
(2) 本研究所掌握的测试样本相对较少,因此储层产能级别的划分标准可能不尽完善,今后可以根据测试资料的增多做进一步的修正;同时,目前只做到了储层分级别评价及产能区间的层次,还达不到定量评价的水平,今后可以在定量评价方面继续进行研究。
参考文献
[1] Volokitin Y.Apractical approach to obtain primary drainage capillarypressure curves from NMR core and log data.Petrophysics,2001;42(4):334—343
[2]高敏.用核磁共振测井资料评价储层的孔隙结构.测井技术,2000;24(3):188—193
[3]运华云.利用T2分布进行岩石孔隙结构研究.测井技术,2002;26(1):18—21
[4]何雨丹,毛志强,肖立志,等.利用核磁共振T2分布构造毛管压力曲线的新方法.吉林大学学报(地球科学版),2005;35(2):177—181
[5]何雨丹,毛志强,肖立志,等.核磁共振T2分布评价岩石孔径分布的改进方法.地球物理学报,2005;48(2):373—378
压力曲线 篇6
1 概述
2011年9月18日, 在轮对制动压装落成检查时发现, 轴号为37581的左侧制动盘压装压力曲线的投影长度明显短于右侧。经测量, 其投影长度为:左侧114.6 mm、右侧135.3 mm, 相差20.7 mm, 如图1所示。经压装后超声波探伤, 记录显示接触面良好, 无异常。为找出压力曲线投影长度变短的原因, 决定退卸该制动盘做进一步检查, 发现该制动盘盘毂孔距内侧面一端有约18 mm的表面没有接触痕迹。
2011年11月24日, 在轮对制动压装落成检查时发现, 轴号为16120的两侧制动盘压装压力曲线的投影长度较短, 测量其左侧投影长度为118.2 mm, 右侧为123.6 mm。经压装后超声波探伤检测, 记录显示接触面良好, 无异常。退卸检查该制动盘, 发现盘毂孔距内侧面一端有约18 mm的表面没有接触痕迹。
2 轮对制动盘压装压力曲线理论长度的确定
根据运装客车[2008]619号电文和图纸GB/T12814-2002-14-1得知, RD3A和RD4A型车轴的盘座长度尺寸由180 mm改为144 0-1 mm (见图2) 。车轴上组装的制动盘盘毂长度为150undefinedmm, 进而实现制动盘座与制动盘毂的突悬组装;盘座前端引入段长度为5 mm, 制动盘毂孔内侧倒角为R5 mm, 外侧倒角为R3 mm。
因制动盘和制动盘毂实现了突悬组装 (见图3) , 由此可得轮对制动盘压装力曲线理论长度:L≥ (S孔-K-r) i, 式中:S孔为制动盘盘毂孔长度;K为盘座前端锥形引入段长度;r为盘毂孔内侧之圆弧半径;i为轮对压装机压装设备的压力指示器之传达参数 (指示器圆筒行程比活塞冲程之缩短系数) , TG0101型微机控制轮对压装机的传达参数值为1。故L≥ (150-5-5) ×1=140 mm。
3 原因分析
(1) 根据运装客车[2008]619号电文和图纸GB/T12814-2002-14-1要求, 盘型车轴在检修时必须对盘座进行加改。加改车轴盘座时, 以车轴轴肩端面为基准, 按图2尺寸要求进行加工, 因此在制动盘座加改时存在位置偏差, 同时盘座前端的引入段长度不易控制;制动盘的压装位置是由制动盘的中心距 (两制动盘刻度中心线间的距离) 和盘位差 (制动盘外侧面到对应端轴肩端面间的距离差) 决定的, 从而导致车轴盘座位置与制动盘压装位置出现偏差。
(2) 制动盘与车轴装配采用过盈配合、冷压装工艺方法, 使两者牢固地结合在一起, 因此对盘毂孔和盘座表面的形状公差和粗糙度要求很高。盘座或盘毂孔加工时表面局部若出现较大的圆柱度、粗糙度, 会导致在压装开始阶段, 由于过盈量很小, 甚至没有过盈量, 故压力上升非常缓慢甚至不显示有压入力的现象, 这也是导致制动盘压装压力曲线投影长度变短的原因之一。根据这一分析, 对现场的制动盘盘毂孔和盘座的形状公差和粗糙度进行了检查, 发现制动盘盘毂孔圆柱度趋于零, 但个别制动盘的圆度较大;盘座圆柱度在0.002～0.005 mm, 且圆度控制较好, 但粗糙度用样块对比较差, 过盈量处在要求的下线, 与上述分析基本吻合。
(3) 压装设备采用的是TG0101微机控制轮对压装机, 其曲线记录系统由压装缸位移传感器 (安装在主立柱上并与主压头连接, 用于测量压装缸的位移) 及压力传感器 (安装在主压装缸上, 用于测量压装缸的压力) 组成。在压装压力曲线图中, 其横坐标表示曲线投影长度, 由压装缸位移传感器测得;纵坐标表示压装力, 由压力传感器测得。每天轮对压装作业前用标准轮对对设备的状态进行自动校对, 压力、位移等符合要求时才能生产作业, 因此由设备状态不良引起制动盘压装压力曲线投影长度变短的情况在可控范围内。
综上分析, 制动盘压装压力曲线投影长度变短的主要原因一是车轴盘座起始位置距轴肩的尺寸、盘座长度尺寸及盘座引入段尺寸的控制不够准确;二是车轴盘座与制动盘过盈的选配不合理;三是盘毂孔和盘座表面的形状公差和粗糙度控制得较差。
4 改进措施及建议
(1) 严格控制车轴盘座的加改质量。一是解决盘座加改位置不易控制的问题, 改变检修车轴用CW6163型普通车床车削加工后滚压的加工工艺, 通过在CKA6163型数控机床上车削加工后再在MQ1350型磨床磨削的加工工艺来实现。首先确定对刀位置为轴肩端面, 然后通过控制面板将刀架向轴身方向移到374 mm, 再与程序结合进行盘座加改;二是解决盘座引入段长度不可控问题, 首先确定对刀位置为盘座前端与圆弧接触线上, 然后将刀架向轴身方向移到5 mm, 再采用退刀法加工, 此举有效地控制了盘座的位置尺寸。
(2) 因制动盘是由厂家提供的成品产品, 且要求不能对其进行加工, 因此车轴在MQ1350磨床磨削的加工是最终加工, 严格控制盘座磨削加工质量, 将标准中的盘座圆柱度0～0.05 mm更改为0.01～0.02 mm;盘座表面粗糙度严格按图纸要求控制在Ra1.6 μm以上;盘座与制动配合的过盈量根据不同厂家的产品, 将QY型制动盘的过盈量由0.12～0.20 mm更改为0.135～0.15 mm。
(3) 加强盘轴选配工序的控制, 圆度异常的制动盘盘毂孔要进行打磨处理, 并向生产厂家反馈相关信息。
5 结束语