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1、稠油热采中光纤传感技术的应用介绍摘要:光纤传感测试系统具有良好的温度性能,在不影响原始温度场、压力场分布,及油田正常生产的情况下,可以实现实时多点温度、压力或连续的温度分布快速测量。尤其是光纤永久测量技术以其独特的安装方式,可以对水平井进行实时监测,解决以往水平井测量难的问题,从而实现直井、大斜度井、水平井的实时测试。本文主要介绍了光纤光栅传感技术、F-P腔传感技术、光纤分布测温技术,并就其技术原理、构建方法及其在某油田的应用情况进行了综合评述。 关键词:稠油热采技术;井下永久传感器技术;光纤传感技术;光纤
2、分布测温 Abstract:Theopticalsensingsystemhasgoodtemperatureperformance,perature,pressuredistribution,andoilfieldundernormalproductionconditions,canachievereal-timemulti-pointtemperature,pressure,orcontinuousrapidmeasurementoftemperaturedistribution.Inparticula
3、r,fiber-opticmeasurementtechniquesforpermanentinstallationofitsuniqueapproachtoreal-timemonitoringofhorizontaleasurementproblems,inordertoachieveverticaletest.Inthispaper,fiberBragggrating,F-Pcavitysensortechnology,fiberopticdistributedtemperaturemeasuremen
4、ttechnologyanditstechnicalprinciples,constructionmethodsandtheirapplicationinafieldalrecoverytechnologies;doanentsensortechnologies;opticalfibersensingtechnology;fiberdistributedtemperature 光纤传感技术是以光为载体、光纤为媒质、感知和传输外界信号(被测量)的新型传感技术。光纤传感器既可以直接传感温度和应变,也可以实现
5、与温度和应变有关的其他许多物理量和化学量的间接测量。除具有抗电磁、抗腐蚀、耐高温、重量轻等优点外,光纤传感器还有其独特的优点:探头结构简单,尺寸小,易于与光纤耦合,耦合损耗小;光信号传输过程中失真、畸变、误差小,不产生也不受磁干扰;使用环境温度范围宽;集传感与传输于一体且具有更强的复用能力,易于构成传感网络;测量对象广泛,易于实现多参数传感测量等等。正是由于这些独特的优点,使得光纤传感器已成为目前最具有发展前途,最具有代表性的光纤无源器件之一,其应用领域也日渐扩展。 目前,油田已经进入中后期开发阶段,面临油
6、层参数变化大,油层含水率高,早期的测井资料不能满足开发方案调整需要等突出矛盾,大量的剩余油有待于进一步开采,同时对实时动态监测技术也提出了新的需求。井下永久传感器技术是将传感器长时间的放置在井中,实时监测地层性质的变化,可以为油气田开发提供动态实时的地层信息,从而为油气资源的管理和提高油气采收率提供了一种新的技术手段,受到油公司和服务公司的普遍重视。 1光纤传感器测试原理 1.1FBG光纤光栅传感原理 用激光干涉条纹侧面辐照掺杂光纤可在光纤的内部制作光纤Bragg光栅,当光栅周围的温度、应力或其他待测量
7、发生变化时,会使光栅的周期或纤芯折射率发生变化,从而导致Bragg反射峰值波长发生漂移,通过检测Bragg反射峰值波长的漂移量,即可获得待测量的变化情况。 1.2分布式测温原理 分布式温度传感技术是一种用于实时测量空间温度场分布的传感技术。该技术利用光时域反射原理、激光喇曼光谱原理,经波分复用器、光电检测器等对采集的温度信息进行放大并将温度信息实时地计算出来。 光纤温度传感原理的主要依据是光纤的光时域反射原理以及光纤的后向喇曼散射温度效应。2现场应用情况 通过对传感器的实验室内测试,模拟环境下的测试后
8、, 进行了多口油井内温度压力测试试验,同时进行了分布式测温。 某井为汽驱油田未射孔观察井,井内压力为液柱压力。由于周围有注蒸汽井存在,从测试曲线上可以看出在960m～980m间为一注汽层,层内温度最高达237℃。将传感器测试和分布式测试结果比较,可得温度越高分布式测量结果出现温度飘移越严重。因此如果采用光纤分布式测温技术,必须对分布测温数据进行温度校正。 在胜利油区某井进行了3点温度、压力的现
