分布式光纤传感技术在国内油田应用浅谈.pdf

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1、石油仪器2014年第28卷第5期PETR0LEUMINSTRUMENTS·方法研究·分布式光纤传感技术在国内油田应用浅谈刘艳玲张玉辉李军梁宁(大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司黑龙江大庆)摘要：文章介绍了分布式光纤测温系统进行井温测量的方法，该系统是一种实时测量空间温度场分布的光纤传感系统。同时介绍了分布式光纤传感技术在油田应用的方向、技术发展情况及技术特点。最后探讨了分布式光纤传感器在石油工业生产中的发展前景。关键词：分布式；光纤传感器；温度监测；压力监测中图法分类号：TP274文献标识码：B文章编号：1004—9134(2014)05—0049—03I统以及基于布里渊散射的分布式光纤传

2、感系统。其中O引言基于拉曼散射的分布式光纤传感系统测量参数只与温目前，我国大部分油田进入了开发中后期，老油田度相关，只可以测量温度，基于布里渊散射的分布式光产量呈递减趋势，地下油水关系复杂，新探明石油储量纤传感系统则可以同时测量温度与压力两个参数。品位下降，原有的开发测井技术不能完全满足油田开发的需要。光纤传感技术是20世纪70年代伴随光纤通信技术的发展而迅速发展起来的新型传感技术。以光为载体、光纤为媒质、感知和传输外界信号(被测量)。分布式光纤传感技术作为光纤传感技术的一个分支领域，可同时测量分布在光纤路径上的被测量的图1后向散射光分析分布情况，这也是该技术优越于一般的点分布、准分布分布式光

3、纤传感系统的特点：式光纤传感技术的地方，解决了许多特殊环境下光纤1)与其他传统的传感器相比具有测量精度高、不传感器和传统传感器难以胜任的测量难题。分布式光受电磁干扰、可以克服井下恶劣环境等优势；纤传感器具有精度高、轻巧、能克服井下恶劣环境等优2)非接触式测量，不会破坏井内原有的温度、压力势，其只需要一根传感光纤可以实现分布式测量，布线场，能真实的反映实际测试情况；非常简单，且系统成本随着传感距离的增加大幅降低，3)与其他光纤传感器相比较，分布式测量系统测在油田开发中具有非常广阔的前景。量原理简单、成本低、易于推广，基于拉曼散射的分布1分布式光纤传感器式光纤测温系统，由于测量参数只对温度敏感，避

4、免温度、压力交叉敏感的问题；分布式光纤传感技术是通过检测光在光纤传输过4)布线简单，只需要一根传感光纤即可实现分布程中产生的后向散射光所携带的振幅、相位、频率、不式测量；同散射光的相应参数等信息来实现温度、压力等油田5)实时永久性监测，一次测量可以监测到测量时开发所需要的物理参数的测量。当光通过介质时，偏间点内整个光纤分布范围内温度压力的变化。离原来的方向而向四周传播，这种现象称为光的散射。2分布式光纤传感系统在油田的应用光的后向散射光谱如图1所示。由于瑞利散射的受限性，油田上应用较少。目前应用于油田的分布式光纤2．1稠油热采油田中温度的监测传感技术主要分为基于拉曼散射的分布式光纤传感系稠油热

5、采技术是针对稠油难开采而新发展起来第一作者简介：刘艳玲，女，1981年生，工程师，2007年毕业于吉林大学物理学院，现在大庆油田测试技术服务分公司从事传感器理论与方法研究工作。邮编：163453石油仪器·50·PETROLEUMINSTRUMENTS2014年1O月的油气开采技术。地层的温度作为油藏动态监测中2．2评价井间热联通的两个重要参数，SAGD开采模式需要监测井内温度井间热连通有两个阶段：(1)随着蒸汽前缘的推沿水平段的分布，以及蒸汽腔内的温度在平面及纵向进，油层的加热方式为对流和传导，井间温度上升，在上的分布。前者是为了了解水平井生产段的有效利用蒸汽前缘到达监测井之前，监测温度明显上

6、升，但升高程度，后者是为了了解油层中蒸汽腔发展的均匀程度的幅度不大。当监测温度超过稠油粘温曲线的拐点温和油藏非均质性的影响，由于此稠油热采技术大大提度时，达到热液体连通阶段。(2)蒸汽前缘到达监测高了油层温度，原有的仪器测试技术指标已经不能适井后，对流为主要传热方式，监测温度急剧上升至蒸汽应高温环境下的测量要求。分布式光纤传感系统的特的饱和温度，升高的幅度也很大。此时认为达到汽窜点使其能够克服井下恶劣环境，实施温度、压力的阶段。利用分布式光纤测试资料与电子压力计测试资测量。料相结合可以分析出注汽过程中井间的连同情况。利用分布式光纤测温系统实时监测温度变化情2．3套管应变监测况，通过分析监测资料

7、发现和分析问题，提出解决方光纤布里渊应变传感器与光纤光栅传感器监测相案，保证试验的顺利实施。其在稠油热采过程中起结合分别监测套管轴向和周向应变。摸索套管在剪切到以下几点作用¨J。(1)判断注汽过程中漏失点：当和挤压弹性变形极限内套管轴向拉应变的变化规律，注汽过程中出现油管套管漏失时，注入油管内的高压量化出层段套损的预警界限，为套损监测提供科学依气体在漏失点进入地层。由于地层压力低进入地层据。图3为