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稠油热采用分布式光纤传感监测系统

技术简介

       敷设两根高温光纤就可提供整个井筒的连续温度、压力变化我国现阶段稠油油藏开采的主要方式是注蒸汽开采。注蒸汽开采技术是利用稠油特殊的粘-温关系,向油层中注入高温度的蒸汽,降低原油的粘度,从而提高原油的流动能力,起到开采稠油和增产的作用。在稠油热采中为了合理注汽采油,对井下温度、压力监测是分析注采效果,调配注汽参数,提高经济效益的重要手段。传统的井下测温测压仪只能在某一时间测量某个位置点的温度或者压力,要测试整个井筒的连续温度压力变化只能将点式传感器来回移动,这样破坏了井内环境平衡,并且要实现多点测量只能安装多个点式传感器,增大了安装难度和经济费用。

       分布式光纤传感技术是稠油热采井下温度压力测量的新技术,分布式光纤传感监测系统利用拉曼散射原理和布拉格光纤光栅研制而成,只需在蒸汽井内,具有耐高温高压、防爆、施工简单、安全性高等特点,突破了传统传感器热平衡时间长、响应速度慢、无法在高温高压环境下对井下的温度、压力场分布进行长期监测等缺点。光纤传感器应用在稠油开采过程中的温度、压力监测时,自身也要突破高温监测信噪比差、解调算法调整、高温传感光缆结构设计、压力传感器封装结构设计等问题。分布式光纤传感监测系统可为油井温度压力监测和安全生产提供科学依据,为分析油层加热面积、油井温度压力变化、合理的焖井时间及焖井结束后加热半径等提供重要的监测信息。

 


技术指标

分布式光纤温度传感器技术指标:

监测距离:0~10km

测温范围:0~350℃

测温精度:±2℃

定位精度:1m

测量时间:≤30s

光纤光栅压力传感器技术指标:

量程:0~30MPa

分辨率:1%FS

响应时间:≤10s

工作温度:0~260℃


技术特点

       分布式、准分布式测量。利用先进的分布式光纤测温技术、光纤光栅传感技术,研制大容量、多参数稠油开采用分布式光纤传感监测系统,可以实现多点、长距离、大范围分布式温度、压力测量。分布式光纤传感监测系统是在线温度、压力监测的有效方法,可预测及预报稠油热采环境变化,对及时采用应急预案和措施,安全高效生产,具有十分重要的意义。

       恶劣的油田环境尤其是过高的井下温度对常规电子仪表影响非常大,一般情况下温度每升高10℃,电子仪表的故障率就加倍。传统油井传感器热平衡时间长,响应速度慢,长期稳定性较差,无法在高温高压环境下对井下的温度、压力场分布进行长期的监测;高温环境漂移大;只能解决一个时间点的剖面测量;易受电磁干扰,耐高压性差,绝缘性要求高,检测维修困难。

       国内民用领域分布式光纤传感监测系统目前主要应用于电力领域、水利工程、隧道桥梁等方面,石化行业多是监测地面电缆温度,稠油热采井下温度压力的监测应用在国内还是一片空白。稠油热采井下温度、压力监测属于高温、高压监测范畴,技术难度大,需要采用特殊的耐高温光纤、高温光缆,特殊的光纤传感器封装结构,传统的温度压力解调算法也要针对高温高压环境作相应调整。


预期效益

       我国有丰富的稠油资源,探明和控制储量已达 t,重点分布在胜利、辽河、河南、新疆等油田。大部分稠油油藏已经进入中后期开发阶段,稠油热采过程中对动态监测提出了更加严格的要求,温度压力变化监测需求迫切。因此稠油热采用分布式光纤传感监测系统市场需求广阔,项目的研究开发和产业化的顺利实施,将带来非常可观的经济效益。

       我国是石油消费大国,石油消费量年均增长很快。石油作为一种不可再生资源,世界范围内供应日趋紧张。在我国石油储量基本确定的情况下,采用先进的测井技术,对保证稠油安全高效开采,提高石油生产水平,保持石油开采量的持续稳定,缓解能源紧张状况有着重要的工程意义。