分布式光纤传感技术在国内油田应用浅谈

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.     

光纤测温技术在稠油蒸汽驱开发中的应用

分布式光纤测温技术利用光纤后向喇曼散射光谱的温度效应和光时域反射技术实现温度测量,它是一种利用既是传输介质,又是传感介质的光纤进行实时测量空间温度场分布的传感系统。介绍了分布式光纤测温系统进行井温测量的工作原理、系统构成及在稠油热采井中进行测量的测试工艺和现场应用。该系统具有良好的测量精度和分辨率,可以在不影响温度场原始分布的情况下实现实时快速的测量。     

分布式光纤温度测井及其信号滤波法的改进

分布式光纤温度测量系统是用于实时空间温度场分布测量的传感系统,是一种分布式的、连续的光纤温度传感器。光纤同时担任了传输媒质和传感媒质的作用,利用光纤中传输光的背向喇曼散射效应,对光纤本身所处的温度场分布情况进行实时分布式的测量,利用光时域反射技术对测量点精确定位。测量得到的信号存在随机误差,对传统信号滤波法进行了改进,采用灰色系统GM（1,1）模型进行滤波。文章阐述了分布式光纤温度测井技术的原理,从基本理论上给出了光纤测温的基础,并针对光纤有噪信号的改进的滤波方法进行了探讨和论述,给出了分布式光纤温度测井的温度剖面分布图及其滤波后的温度分布图,说明了光纤温度测井是一种效果好的温度测量方法,所提滤波方法可以应用到光纤测温的信号滤波中。     

基于拉曼散射的分布式光纤传感测温系统研究及应用

针对目前油田在高温高压环境,特别稠油热采条件下温度监测困难,引入了一种基于拉曼散射的分布式光纤测温系统,实时监测井下温度场的变化。通过理论分析研究搭建分布式光纤测温系统地面解调仪,并通过室内实验对分布式光纤测温系统地面解调仪的响应规律进行实验。测量过程中将光纤置于温度可变且可知的温度场中,通过温度场温度的变化来推导出仪器响应信号与温度的关系,给出了基于拉曼散射的光纤测温系统的测温图板。实验表明,分布式光纤测温系统对于温度有很好的线性响应,测温结果稳定性好。将分布式光纤测温系统应用于油水井动态监测,可以全井段实时监测得温度剖面变化,监控生产措施流程,评价措施效果,分析油水井生产动态。     

分布式光纤井温法产液剖面解释方法研究

为了解生产井段产出或吸人流体的性质和流量,对油井生产状况和油层生产性质作出评价,应用分布式光纤温度传感系统进行油气田开发动态监测.分布式光纤温度系统是一种用于实时测量空间温度场分布的传感系统,它通过沿整个完井长度连续性采集温度资料来监测油气田开发动态.介绍了分布式光纤温度传感系统测量原理和井下测量方式,研究了生产井内温度分布特性及热交换模型.根据井内流体温度和地层温度资料的对比分析,提出了相应的半定量解释处理方法.对现场实测资料进行了处理解释,结果与实际生产情况相符,表明所提出的解释方法可行.     

利用光纤温度传感系统检测天然气管道泄漏

为实现天然气管道泄漏在线实时检测及泄漏位置的准确定位,利用光纤光栅温度传感器和分布式光纤温度传感器的温度特性, 结合天然气管道泄漏处的温度场变化规律，进行了光纤光栅准分布式检测系统和分布式光纤泄漏检测系统研究。着重分析了光纤光栅准分布式传感系统的构成及其原理，分析了基于拉曼光反射的分布式光纤温度传感器系统的构成及其原理，介绍其具有其它传感系统无法比拟的优越性及应用领域，并初步建立了光纤检测系统实施方案。采用光纤光栅和分布式光纤温度传感检测技术,分别实现了管道的关键点和沿管道全线温度的连续检测，通过检测管道周围的温度场异常变化，及时发现泄漏，并进行漏点准确定位。     

分布式光纤传感技术在海底管道健康监测中的应用

分布式光纤传感技术由于能够获得被测量信息沿空间和时间上的连续分布 ,非常适用于线形海底管道的健康监测。介绍分布式光纤传感技术及该技术在海底管道健康监测中的应用情况和面临的问题 ,对该技术在海底管道健康监测中应用前景进行了展望     

分布式光纤传感技术在海底管道健康监测中的应用

分布式光纤传感技术由于能够获得被测量信息沿空间和时间上的连续分布,非常适用于线形海底管道的健康监测.介绍分布式光纤传感技术及该技术在海底管道健康监测中的应用情况和面临的问题,对该技术在海底管道健康监测中应用前景进行了展望.     

SAGD高温油井光纤F—P测压系统研究与应用

针对SAGD高温高压油井的测量环境,设计研制了基于光纤非本征型F-P腔的波长解调型光纤压力传感器系统.该系统采用激光熔接制作的光纤F-P传感头,具有测量动态范围大、温度敏感性小、耐高温和长期工作稳定等优点.F-P测压系统已成功应用于SAGD油井压力实时连续监测,为SAGD开发提供了重要依据.     

基于分布式光纤传感技术实现的小道距海上拖缆地震数据采集系统

分布式光纤声波传感利用单根光纤作为传感单元,可实时捕捉光纤沿线的声波信号,是一种新型的空间连续声波采集技术。首次提出了基于分布式光纤传感技术的小道距海上光纤拖缆地震数据采集系统,拖缆中采用单根光纤依次缠绕在多个水听器骨架上进而形成水听器阵列,不需要添加额外的分离器件,大大简化了采集系统的复杂度和制造工艺。最终实现的光纤拖缆道间距为1 m,系统的声压噪声本底优于-40 dB ref■。驻波管标定结果表明,该技术实现的水听器具有较好的声压响应一致性,声压灵敏度约为-157.8 dB ref rad/uPa。湖上测试结果进一步验证了该采集系统的性能,可以清晰地采集到初至波以及由于多种界面连续反射产生的续至波。该光纤拖缆地震数据采集系统为海上地震采集提供了一种新的技术方案,小道距可以实现更精细的海底矿体成像分辨率,促进了海域天然气水合物勘探开发技术的发展。     

井下分布式光纤井筒温度校正技术研究与试验

油气藏的井下温度分布式动态监测技术作为油气藏开发效果评价的一项关键技术,目前主要采用分布式光纤温度传感器与井下电缆构建光电复合缆的形式来实现,然而电缆工作时产生的大量热量以及复合缆在封隔器位置的特殊结构,导致电缆产生的热量在封隔器部分出现非均匀分布,使得分布式温度测量参数的常规校准方法难度大。针对上述问题,文章提出了一种基于Comsol有限元局部温度场仿真与卡尔曼滤波的井下分布式光纤井筒温度校正方法。首先分析了分布式光纤工作原理,并建立了封隔器处整体式复合缆穿越三维结构,同时构建了基于井下流体对流散热的电潜泵与电缆发热模型;然后针对井下封隔器内的复合缆穿越器,建立了基于Comsol有限元仿真软件的穿越器部分三维温度场模型,并且结合分布式光纤实测数据,建立了井下分布式光纤温度分布状态空间方程,利用扩展卡尔曼滤波算法,实现了井下分布式光纤井筒温度的精确校准。最后,利用所研发的温度分布式监测系统在南海某油田进行现场验证,结果表明采用三维温度场建模与卡尔曼滤波校正的井筒测量温度曲线,减轻了电潜泵电缆与封隔器对井筒温度的干扰影响,提高了井筒温度测量的精度,测量相对误差仅为0.16%,满足生产现场...     

光纤测温技术在稠油热采中的应用及效果评价

在稠油开发过程中,根据SAGD(蒸汽辅助重力泄油)对温度动态监测需要,开展了光纤测温技术,该技术避免了热电偶、电子温度压力计测试温度点少的缺点,可有效监测整个油层段温度剖面分布情况。工艺要求光纤在井内要有耐高温能力和连续监测使用寿命,以及配套管柱和地面工艺。因此,如何安全有效的将测温光纤下入水平井目的层段,并能够在注汽、焖井、转抽全过程中实现实时监测,是该技术的重点发展方向。本文主要对光纤性能及在现场实际应用过程中存在的问题和解决办法进行了分析和评价。     

油井分布式光纤测温系统研究与应用

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斯(Stokes)光和反斯托克斯(anti-Stokes)光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(DTS)、光纤管(温度传感器)和与DTS仪器接口相配套的数据处理器3部分组成。系统测试深度0～2 100 m;测温范围0～370℃;测温距离分辨率1 m;测温精度±1℃;测温时间3 min。室内试验和胜利油田有限公司草桥区块油田CN8-3注汽井的现场测试表明,可一次测量出整个井筒的温度剖面,整套测量设备操作安全可靠,测量误差达到设计要求。     

管外光纤监测压裂单簇裂缝延伸强度现场试验

新疆油田石炭系火山岩储层非均质性较强,多簇压裂和暂堵转向压裂开发效果差异较大,主要原因在于常规压裂监测技术难以准确监测各簇裂缝进液和扩展情况从而采取针对性措施,为此进行了管外光纤监测技术现场实验。实验结果表明,管外光纤技术能实时测量井筒的温度分布,同时通过声波振动能实时了解压裂施工过程中各簇的进液情况。通过对测得温度数据和震动数据进行合理的解释后,可以得出各簇不均匀进液情况,针对性的设计暂堵或重复压裂改造工艺,促进各簇裂缝均匀进液扩展,从而较大幅度提高储层改造体积。根据管外光纤的实时现场结果,优选段内多簇+极限限流+暂堵压裂技术,在西北缘石炭系推广应用32井次,压裂后单井平均产量提高13%,取得了良好的应用效果。     

随钻压力测量系统的研制与现场试验

井底环空压力与地层压力的平衡关系是影响钻井作业安全的重要因素。由于井下工况复杂多变,而目前通过水力模型理论计算所得的井底压力与实际压力值存在较大的误差。文中介绍了一种可以测量近钻头处钻压、扭矩、环空压力、环空温度及钻柱内压力等参数并将测量数据实时传输至地面的随钻压力测量系统（PWD）。依靠PWD的实时测量数据,可以实时修正井筒水力模型,解释井底工况,预测钻井事故。现场试验证明,该测量系统测量参数准确、工作稳定可靠。通过与存储式PWD测量数值对比,该测量系统有较高的测量精度,具有实时传输测量数据功能,可为钻井作业提供有力的技术支持。     

光纤地球物理技术的发展现状与展望

近年来,光纤传感技术已经应用于地面地震数据、海洋地震数据、井中地震数据和井-地联合地震数据的采集,推动了光纤传感技术在地球物理特别是地震数据采集领域的应用。对国内外应用于陆地、海洋和井中的光纤地震数据采集系统进行了简要介绍,重点关注了分布式光纤声波传感(DAS)技术在井中地震数据和井-地联合地震数据的采集、处理和综合解释中的应用。光纤传感技术是一项革命性的新技术,光纤因体积小、不带电、分布式、高密度、多参量、耐高温、高压、全段接收和低成本等特征,必将带来井下、海洋和陆地地球物理技术的一场革命。井中分布式光纤声波传感技术已广泛应用于井中VSP数据采集、水力压裂微地震监测和精准工程监测,可实现油气井全生命周期监测、管理和使用。分布式光纤传感技术在油气资源勘探开发领域的规模化推广应用,已经从井中延伸到陆地和海洋;从井下单分量测量拓展到井下和陆地三分量测量(螺旋形绕制的铠装光缆);从单井单参数测量发展到了多井多参数同步测量,调制解调仪器也从单通道单参数发展到了多通道多参数复合调制解调系统。光纤传感技术应用已经由地震勘探领域延伸至油气藏开发领域,围绕光纤应用的地球物理技术对地下结构的静态刻画和动...