基于有限元模型的TDR探头优化及水合物饱和度测量的数值实验

作     者：高亮 王亚军 邢兰昌 魏伟 韩维峰 GAO Liang;WANG Yajun;XING Lanchang;WEI Wei;HAN Weifeng

作者机构：中国石油大学(华东)控制科学与工程学院山东青岛266580 中国石油勘探开发研究院新能源研究所河北廊坊065007 

基　　金：山东省自然科学基金项目(ZR2019MEE095) 中石油“十四五”前瞻性基础性重大科技项目(2021DJ4901) 中国石油科技创新基金项目(2018D-5007-0214) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(20CX05005A) 山东省研究生教学质量提升计划项目(SDYJG19028) 

出 版 物：《实验室研究与探索》 (Research and Exploration In Laboratory)

年 卷 期：2022年第41卷第5期

页      码：43-49页

摘      要：对垂直于TDR探针方向平面上测试区域内含水合物沉积物的测量响应进行了有限元数值建模和分析,基于数值模型对TDR探头的探针个数、间距和直径等结构参数进行优化设计。利用优化后的探头对多孔介质中水合物饱和度进行了仿真测量,比较了表观介电常数与水合物饱和度的关系模型。结果表明:(1)随着探针个数由3增加至5,探针周围有效极化面积逐步增大;三针式TDR探头对于内外探针之间的水合物探测灵敏度最高。(2)在探针间距一定的条件下,随着探针直径的增大,“集肤效应”减弱,探测范围扩大;但探针直径越大,其对被测样品产生的干扰越大。(3)基于有限元数值模型得到TDR响应与Maxwell-DeLoor模型具有较好的一致性。

主 题 词：天然气水合物 水合物饱和度 时域反射法 有限元法 介电常数 

学科分类：081803[081803] 070801[070801] 07[理学] 08[工学] 0818[工学-交通运输类] 0708[理学-地球物理学类] 

D　O　I：10.19927/j.cnki.syyt.2022.05.010

馆 藏 号：203114073...