光纤传感技术在油田开发中的应用进展

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1、万方数据斜譬{Ic崴缸西南石油大学学报(自然科学版)2012年4月第34卷第2期JournalofSouthwestPetroleumUniversity(Science&TechnologyEdition)V01．34No．2Apr．2012编辑部网址：http：Hwww．swpuxb．tom文章编号：1674—5086(2012)02—0161—12中图分类号：TE38DOI：10．38630．issn．1674—5086．2012．02．024文献标识码：A光纤传感技术在油田开发中的应用进展木庄须叶·，黄涛2

2、，邓勇刚3，王浚璞3，姚军11．“微细加工光学技术”国家重点实验室．中国科学院光电技术研究所，四川成都6102092．中国石化西南石油局油田工程服务公司，四川绵阳6210003．中国石油川庆钻探公司安全环保质量监督检测研究院，四川广汉618300摘要：相对于传统电学传感器，光纤传感器具有体积小、灵敏度高、耐酸碱腐蚀、抗电磁干扰能力强、不产生电火花以及可实现分布式、实时在线、永久性监测等特点，得到了众多科研工作者的广泛关注，并在油田开发中获得了广泛应用。对应用于油田开发中的光纤传感技术的原理和发展现状进行了介绍，主要

3、包括用于温度、压力、流场、声波、应力等方面检测的光纤传感技术。阐述了各种光纤传感技术在油田开发中的具体应用，通过对各传感技术的仇缺点进行分析，并与现有的传统传感技术比较，指出了光纤传感技术在油田开发应用中的巨大优势和广阔前景，并对光纤传感技术在油田勘探和开发中的进一步的应用和发展进行了展望。关键词：光纤；传感器；光纤传感器；光纤传感技术；油田勘探开发网络出版地址：http：／／www．cnki．net／kcms／detail／51．1718．TE．20120314．0934．011．html庄须叶，黄涛，邓勇刚，等

4、．光纤传感技术在油田开发中的应用进展[J]西南石油大学学报：自然科学版，2012，34(2)：161—172．ZhuangXuye，HuangTao，DengYonggang，eta1．DevelopmentsonOpticalFiberSensingTechnologiesAppliedinOilfield[J]．Jouma]ofSouthwestPetroleumUniversity：Science&TechnologyEdition，2012．34(2)：161172．引言能源已经成为全球经济和社会发展的一个

5、重要瓶颈，石油作为主要的能源资源在国民经济和社会发展中具有重要的战略地位。石油工业的健康发展不仅是国民经济体制健康发展的前提条件，也是国家整个社会体制健康发展和综合国力在国际竞争中取胜的重要保障。石油工业由于其自身的特殊性，成为高科技技术相对集中的行业，特别是其严厉苛刻的生产条件，像高温、高压、高电磁干扰、高腐蚀性、毒性强以及易燃易爆等，对该行业所采用的设备、技术有着严格的要求。随着石油工业的进一步发展，各种新概念油田相继被提出，像数字油田(DigitalOilfield)[1I、智能油田(SmartOilfiel

6、d)[2

7、、光学油田(OpticalOil—field)[3，4]等，伴随这些新概念提出的是油田进一步发展的新需求，像输油管道的实时在线监控，钻井及井下温度、压力等参数的实时在线反馈，毒性物质泄露的分布式监控，井下永久性传感以及油田智能网络化监控管理等。传统的技术手段已满足不了石油工业的发展要求，要促进石油工业的进一步发展，必须开发和应用新的技术手段，其中光纤传感技术就是这些新技术中的一个重要分支，已成为促进石油工业健康发展的重要武器。光纤传感器技术是随着光纤实用化和光通信技术的发展而形成的，在20世纪90年代得到

8、了飞速发展。光纤传感器可分为两大类：一是功能型传感器，利用光纤本身的某种敏感特性或功能制成的传感器；另一类是传光型传感器，光纤仅起到传输光的作用，必须在光纤断面或中间加装其他敏感元件才能构成传感器。光纤传感器与传统的电学传感器相比有着许多优点，如结构简单、体+收稿日期：2011—04—17网络出版时间：2012—03—14基金项目：国家自然科学基金项目(60978051)；中国科学院西部之光博士资助基金(A11K011)。万方数据162西南石油大学学报(自然科学版)积小、灵敏度高、电绝缘、耐酸碱腐蚀、抗电磁干扰能力

9、强、可实现分布式、实时在线检测以及对被测物质干扰小等【5】5。光纤传感器的这些优点特别符合油田发展的需求，得到了石油行业科技工作者的广泛重视，在油田上得到了广泛的开发和应用，用于各种参数测量的光纤传感器相继被研究和推广。本文就光纤传感器在油田勘探开发中的应用进行简单介绍。1应用于各参数测量的光纤传感技术1．1温度测量井温是澳4井作业中的重要测量参数之一，准确