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科學(xué)家用石英音叉?zhèn)鞲衅髟粶y(cè)量井下流體密度和粘度
2020年09月10日 09:00:52
來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所 點(diǎn)擊量：4949
在石油和天然氣行業(yè)中，儲(chǔ)層流體的密度和粘度可為評(píng)估地層中油氣資源的商業(yè)開(kāi)采價(jià)值和生產(chǎn)潛力提供參考依據(jù)。由于受到地表溫度和壓力的影響，地層中碳?xì)浠衔锏恼扯仍诘孛鏁?huì)發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的改變，因此通過(guò)測(cè)量地面的壓力-體積-溫度(PVT)得到的碳?xì)浠衔锏恼扯炔⒉荒苷鎸?shí)地反應(yīng)地層中流體的性質(zhì)。
【化工儀器網(wǎng) 科技前沿】在石油和天然氣行業(yè)中，儲(chǔ)層流體的密度和粘度可為評(píng)估地層中油氣資源的商業(yè)開(kāi)采價(jià)值和生產(chǎn)潛力提供參考依據(jù)。由于受到地表溫度和壓力的影響，地層中碳?xì)浠衔锏恼扯仍诘孛鏁?huì)發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的改變，因此通過(guò)測(cè)量地面的壓力-體積-溫度(PVT)得到的碳?xì)浠衔锏恼扯炔⒉荒苷鎸?shí)地反應(yīng)地層中流體的性質(zhì)。
近，中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所超聲技術(shù)中心王秀明、陳德華課題組提出使用石英音叉?zhèn)鞲衅髟粶y(cè)量井下流體密度和粘度的方法。相關(guān)研究成果發(fā)表于Sensors 期刊上。
研究人員選用成本低、穩(wěn)定性好且在真空中諧振頻率為32.768 KHz的石英晶振作為測(cè)量流體密度和粘度的傳感器。石英音叉?zhèn)鞲衅鞑粌H體積小、易安裝，而且可同時(shí)測(cè)量溶液的密度和粘度。從歐拉-伯努利梁的振動(dòng)理論出發(fā)，可推導(dǎo)得到一種簡(jiǎn)化模型，通過(guò)石英音叉?zhèn)鞲衅髟诹黧w中振動(dòng)的諧振頻率和品質(zhì)因數(shù)，反演流體的密度和粘度。該簡(jiǎn)化模型計(jì)算得到的八種溶液粘度相對(duì)均方誤差比用傳統(tǒng)等效電路法低了一個(gè)數(shù)量級(jí)。
在后續(xù)研究中，研究人員將分析高溫環(huán)境下石英音叉?zhèn)鞲衅髟诟鞣N溶液中受溫度的影響及校準(zhǔn)方法。
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