[发明专利]一种油气两相流电容层析成像ECT介质分布重建的动态定量评估方法

权利要求书

1.一种油气两相流电容层析成像ECT介质分布重建的动态定量评估方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤一：在油气两相流ECT图像重建算法动态评估平台的管道内进行油气两相流模拟，分别采用层流模型和水平集方法构建两相流动态流动和跟踪油相和气相间的移动界面，获取ECT传感器内部油气两相流的动态真实体积浓度分布Vol(t)；

步骤二：利用公式(一)将ECT传感器内部油气两相流的动态真实体积浓度分布Vol(t)转化为的动态油气两相流介电常数分布ε(t)；

ε(t)＝ε_gasVol(t)+ε_oil[1-Vol(t)](一)

式中，ε_gas是气的介电常数，ε_oil是油的介电常数；

步骤三：将油气两相流的动态介电常数分布ε(t)数据导入到ECT传感器的静电场模型，根据传统的ECT传感器测量规则，对ECT各电极进行电压信号激励计检测，采用公式(二)所示泊松方程计算传感器内部的动态电势分布φ(t)：

式中，ε₀是真空的介电常数；

步骤四：根据计算得到的动态电势分布φ(t)，利用公式(三)计算出ECT传感器各电极对之间的电容值C(t)；

式中，s是围绕检测电极的闭合曲线；V₀是激励电极上的施加电压；

步骤五：选取需要进行评估的ECT图像重建算法θ[.](如LBP，Landweber等)，利用ECT传感器各电极对之间的电容值C(t)，反演出传感器内部油气两相流的动态介质分布E(t)；

E(t)＝θ[C(t)](四)

步骤六：用结构相似性指标(SSIM Index)计算出重建动态介质分布E(t)与真实动态介质分布ε(t)的SSIM值，即实现了油气两相流ECT重建图像算法的动态评估。

2.根据权利要求1所述的一种油气两相流电容层析成像ECT介质分布重建的动态定量评估方法，其特征是，步骤一中，油气两相流ECT图像重建算法动态评估平台包括第一油气两相流管道(1)和ECT传感器(2)、第二油气两相流管道(3)；第一油气两相流管道(1)的侧壁与第二油气两相流管道(3)的进口贯通，第一油气两相流管道(1)的两端分别设有气入口(4)、油入口(5)；ECT传感器(2)安装于第二油气两相流管道(3)上，第二油气两相流管道(3)不与第一油气两相流管道(1)连接的一端设有油气两相流出口(6)。

3.根据权利要求2所述的一种油气两相流电容层析成像ECT介质分布重建的动态定量评估方法，其特征是，油气两相流ECT图像重建算法动态评估平台的操作方法为：

第一步：在油气两相流ECT图像重建算法动态评估平台的管道内进行油气两相流模拟，空气和油分别从气入口(4)和油入口(5)进入第一油气两相流管道(1)，在第一油气两相流管道(1)形成油气两相流流动进入第二油气两相流管道(3)；

第二步：油气两相流在第二油气两相流管道(3)流动经过ECT传感器(2)，从油气两相流出口(6)流出；在此过程中获取ECT传感器(2)内部油气两相流的动态真实体积浓度分布Vol(t)；

第三步：利用公式(一)将ECT传感器(2)内部油气两相流的动态真实体积浓度分布Vol(t)转化为的动态油气两相流介电常数分布ε(t)；

ε(t)＝ε_gasVol(t)+ε_oil[1-Vol(t)](一)

式中，ε_gas是气的介电常数，ε_oil是油的介电常数；

第四步：将上一步计算出的动态介电常数分布ε(t)导入到ECT传感器(2)内部；根据传统的ECT传感器测量规则，对ECT各电极进行电压信号激励计检测，采用公式(二)所示泊松方程计算传感器内部的动态电势分布φ(t)：

式中，ε₀是真空的介电常数；

第五步：根据计算得到的动态电势分布φ(t)，利用公式(三)计算出ECT传感器各电极对之间的电容值C(t)；

式中，s是围绕检测电极的闭合曲线；V₀是激励电极上的施加电压；

第六步：选取需要进行评估的ECT图像重建算法θ[.](如LBP，Landweber等)，利用ECT传感器各电极对之间的电容值C(t)，反演出传感器内部油气两相流的动态介质分布E(t)；

E(t)＝θ[C(t)](四)

第七步：用结构相似性指标(SSIM Index)计算出重建动态介质分布E(t)与真实动态介质分布ε(t)的SSIM值，即实现了油气两相流ECT重建图像算法的动态评估。