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1、分布式光纤传感技术在油气开采中应用科——黑龙江——技信总科I苑I论I谈分布式光纤传感技术在油气开采中应用韩志宏(盘锦市科技局,辽宁盘锦124010)摘要:在稠油开采中.为了合理地注汽,注水采油,需要对注汽井或生产井进行井下温度测试,利用光纤管进行油井分布式温度测试是近年发展起来的一项新技术,与其它井温测试方式相比有无可比拟的优势.关键词:分布式;光纤传感;油气开采1光纤传感技术发展现状在石油开采特别是稠油开采中,为了合理地注汽,注水采油,需要对注汽井或生产井进行井下温度测试.在开采过程中,要随时掌握和分析
2、井内油层段精确的温度,压力分布与变化,以及地区性区块油藏温场变化情况,以便分析注采效果.调配注汽参数,为制定稠油开采方案提供重要温度,压力参数和依据.提高热采经济效益.目前,井下测温仪表有一个共同缺点,即只能在任一时间内测量某个点的温度,不能测试全范围的温度.比如获取整个井筒每米间隔的温度.利用光纤管进行油井分布式温度测试是近年发展进来的一项新技术,与其它井温测试方式相比有无可比拟的优势.分布式光纤测温系统在不干扰油井温度的情况下可以检测全井眼的温度分布,可以获得传统测温方式无法获取的数据,为油井动态监测
3、提供了一种更理想的测试手段.是测井技术的一个重大突破.对合理优化注采参数.提高热采效果具有重要意义.2光纤传感技术的原理与构成光纤传感技术是利用目前在通讯领域大量采用的光纤经过特殊加工制成传感器的高新技术.光纤温度,压力传感器是利用激光在光纤中传输时产生的背向喇曼散射信号和光时域反射原理来获取空间温度分布信息的传感系统.其核心器件采用了世界先进的激光雷达器件,核心技术采用了调整dsp数据处理技术和wdm光学滤波技术.目前只有美国,德国和英国少数几个国家拥有该技术.我国相对起步较晚,只有少许科研院所在研发.
4、并且大都停留在实验阶段.分布式光纤测温技术是稠油热采井下温度测试新技术,它是利用喇曼散射光中的斯托克和反斯托克的强度与温度有关的原理进行分布式温度测量.这种测温系统主要由分布式温度测试仪,光纤管和与dis仪器接口相配套有数据处理器3部分组成.光纤管由光纤和0,25in毛细不锈钢管组成.通过将毛细不锈钢管或导管结合到完井中,将光纤分布式温度传感器制成井的组成部分.控制管线以"u"型被设计到完井之中.以提供一个闭合系统用于光纤的安装和最优信号的查询.光纤传感器是唯一的传送到井下的部件.所有的信号处理和调节均由
5、地面光电装置执行,光电装置可装在检测车内.连续不断地采集到的井的资料,可提供大量的有关稳态生产条件下的信息,并且还可以对生产条件发生变化及早提出预告.系统测试深度O-2100m;测温范围0-370℃;测温距离分辨率1m;测温精度±1oC;测温时间3min.3光纤传感技术的特点该项技术具有无井下连接:无井上电子线路;经单一水力线布置多传感器系统的能力等多种优良特性.光纤分布式温度传感器具有通过沿整个完井长度连续性地采集温度资料来提供一条监测生产和油层的新途径的潜力.而井的温度剖面的变化可与其它地面采集的资料
6、及裸眼测井曲线对比,从而为操作者提供有关出现在井下的变化的定性和定量的信息.光纤传感器可达到最为真实可信的实时了解油气开采动态水平.地下资源管理人员能够利用这些信息实现和维持单井的最优化生产,从而使新的或现在油藏(处在一次,二次,三次开发阶段)都可达到最高的采收率.光纤传感器数据传输速度高,耐高温,无源,化学上呈惰性,本质稳定而且不受电磁辐射干扰.4光纤传感技术与传统传感系统相比较恶劣的油田环境尤其是过高的井下温度为常规电子仪表提出了重大挑战.一般认为温度每升高10℃.电子仪表的故障率就加倍.由于智能井系
7、统一旦投人使用基本上就无法从井中取出.因而其实用价值与使用寿命有直接关系.要实现智能井系统真实价值永久性监测系统必须在整个油井寿命期内都能正常工作.如果下井仪器过早损坏.那么通过控制井内流量调整开采曲线并在油田开发后期优化油藏开采的能力就不能充分发挥.光纤传感系统与传统传感系统相比.优势十分明显.优点表现出在:分布式传感系统是测量和分析油井整个温度,压力剖面,这对稠油井开采极有研究价值.光纤传感系统测点连续,可同时测量任何井下深度的温度数据,测量范围大.光纤探头与信号通道于一体.不怕干扰.耐高温高压.光纤
8、不怕干扰.耐高压.抗击穿.光信号不受电力设备的电磁干扰.系统不带电,抗射频和电磁干扰,防燃,防爆,抗腐蚀,耐酸碱,能在各种有害的环境中工作.系统简单安全可靠.传统传感系统的温度,压力表测量是单点静态的,测点间断,只有探点接触点可以读出温度数据.测量范围小.电子传感有电路通路受电磁干扰强,耐高压性差,绝缘性要求高.弱电信号,极易受电磁干扰.电路对与高压设备的绝缘要求告别高,检测维修很难.系统可靠性低.受探头,信号传输通道,主机等
