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油氣井及油藏的監測(DTS分布式光纖測溫係統)

更新時間:2019-06-01      瀏覽次數:4353

分布式溫度傳(chuan) 感(DTS)係列產(chan) 品,它廣泛應用於(yu) 不同分布式溫度的測量,提供實時溫度數據、可視化顯示被測場景的溫度分布。在石油、天然氣及水庫大壩等監控場合中,它主要應用於(yu) 以下幾個(ge) 方麵:

 

  實時熱監測,結合曆史數據分析提供作業(ye) 者更好的井下條件的可視化,減少不確定性和加速業(ye) 務決(jue) 策。通過捕捉關(guan) 鍵的熱事件發生時間,DTS係統有助於(yu) 消除用於(yu) 記錄的風險和人工幹預的成本。 DTS係統還可以與(yu) BHP/BHT的單點測量的光纖傳(chuan) 感器集成,從(cong) 而降低成本,減少對井筒中的多個(ge) 係統和光纜的需求。

  1.   優化油井的產量和壽命
    1. 定位水和蒸汽的泄漏
    2. 提供優化的區域分布和流量的配置

  2.   優化注入式油井
    1. 對於多區域充水的完井,建立注入參數

  3.   故障診斷
    1. 定位管子和設備的泄漏
    2. 感知管子內流體的流速
    3. 確定不同區域之間是否存在交叉流動

  4.   監視智能完井
    1. 在完井中,確保井下的流量控製,監視氣舉閥門的位置

  5.   監控蒸汽流和SAG-D的效率
    1. 確認蒸汽腔體的擴大和位置
    2. 監控油井中噴油的強度

  6.   實時監控確認井下作業的效率
    1. 監控蒸汽注入的情況
    2. 監控水泥固化過程, 確認水泥的表麵有無裂縫
    3. 優化氣蒸汽和氣舉閥門的動作及注入點的運行情況
    4. 監測ESP(電子安全泵)的液位和操作溫度
    5. 地層沉降監測

  7.   改善油藏的激勵和補救措施
    1. 在壓裂處理中,實時觀察壓裂裂縫高度增長
    2. 監視多個階段的酸處理過程
  8. 利用光纖技術測量井下溫度

      通過下入井筒內(nei) 的一束光纖發出的光脈衝(chong) ,可以了解井下溫度的分布情況。 通過分布式溫度傳(chuan) 感技術,現在油井已經實現這種功能, 光纖技術正成為(wei) 生產(chan) 監測與(yu) 診斷的前沿技術。

      溫度是許多井下作業(ye) 的一個(ge) 重要因素, 因此,長期以來, 作業(ye) 者一直采用熱學測量法監測生產(chan) 井動態。 事實上, 自20世紀30年代以來, 工程人員便利用井筒溫度數據來推算流量貢獻、評價(jia) 注水剖麵,分析壓裂作業(ye) 的有效性、確定套管外的水泥頂麵以及識別層間竄流等。 多年來, 隨著其他一係列先進測井儀(yi) 器的問世, 這些更為(wei) 新穎的測量方法使得這一基本的測量方法黯然失色。 然而, 光纖技術的發展重新激發了人們(men) 對溫度測量的興(xing) 趣。

      自次作為(wei) 一種數據指令的傳(chuan) 感方法應用於(yu) 油田作業(ye) 以來, 光纖已逐步發展成為(wei) 一種常用井下傳(chuan) 感器。 上世紀80年代以來, 光纖領域的研究人員開發出一種沿光纖測量溫度的方法,它不需要運動機件或井下電子設備, 分布式溫度傳(chuan) 感技術(DTS)僅(jin) 依靠一束激光和一束連續的光纖便可以收集溫度空間分布數據。

      與(yu) 電纜測井作業(ye) 中溫度數據記錄形式不同, 分布式光纖溫度傳(chuan) 感係統可十分靈敏地測量井筒溫度, 作業(ye) 者可在一定的時間間隔內(nei) 獲得井耐每米(3.3英尺)的溫度數據。 DTS係統的這一均勻取樣特性使其可以測量溫度變化的時間與(yu) 位置, 從(cong) 而可使作業(ye) 者更好地了解井內(nei) 的變化情況。

  9.   地熱梯度偏差

      當DTS係統初下入井時, 根據深度、溫度變化規律, 地學家利用DTS係統的溫度測量結果來確定油井的地熱梯度。盡管溫度梯度可用於(yu) 以下測井資料的校正, 但這並不是大多數地質學家所關(guan) 注的焦點。 他們(men) 更關(guan) 注偏離熱梯度的情況,利用這些偏差,地學家可以推斷油藏流體(ti) 的一些特征。

      油井的溫度剖麵會(hui) 隨著流體(ti) 的注入和采出而發生改變。受到流體(ti) 注入或采出的時間、速度、地層滲透率以及流體(ti) 和岩層的熱特征的影響,各地層間溫度變化的幅度各不相同。 DTS係統可監控溫度隨時間的變化情況, 以探測熱平衡紊亂(luan) 的發生。

      雖然注入或采出作業(ye) 初可將不同溫度的流體(ti) 引入至井筒內(nei) , 但流體(ti) 的流動卻導致了其他顯著的熱變化。 焦耳-湯姆孫可用於(yu) 解釋熱變化的原因,這些變化與(yu) 流體(ti) 從(cong) 油藏進入井筒時所產(chan) 生的壓降直接相關(guan) 。 此類溫度變化會(hui) 發生在流體(ti) 流入井筒時,且通常會(hui) 發生較大的壓降; 該變化也會(hui) 發生在流體(ti) 向上流出井筒時,而此時的壓力通常會(hui) 緩慢地下降, 如下圖所示。

      壓力的下降會(hui) 導致液體(ti) 或氣體(ti) 的體(ti) 積發生變化, 溫度也會(hui) 隨之發生變化。由於(yu) 這一現象的存在,通常當油或水進入井筒時,溫度會(hui) 升高,而當氣體(ti) 進入井筒時, 溫度就會(hui) 下降。 因此可利用先進的節點壓力與(yu) 有限元熱模擬工具(如THERMA分析軟件---適合於(yu) 裝有分布式溫度傳(chuan) 感係統的郵井),來模擬地熱梯度和焦耳-湯姆孫效應。

      自噴氣井實例可以通過分析DTS測量結果推斷出以上信息(上圖)。在25銷售內(nei) 采集的3次測量數據可用於(yu) 比較多完井層段的溫度變化情況。 比較結果顯示,一些層段(包括在月2680米處多的層段)為(wei) 出行溫度變化, 因此說明這些層段是非生產(chan) 層段。

      在南中國海馬來西亞(ya) 半島的某海上油井中,分布式溫度傳(chuan) 感技術被用來診斷產(chan) 量下降的原因。 當Talisman馬來西亞(ya) 有限公司發現Bunga Raya油田中某油井出現生產(chan) 問題時, 便利用化學處理方法清除鑽井液殘留的乳裝液和聚合物。經過處理後, 該油井(割縫襯管裸眼完井)的產(chan) 量即刻從(cong) 200桶/日增加到2200桶/日 (32立方米/日到350立方米/日)。

      然後在處理後的5小時內(nei) 產(chan) 量急劇下降, 並終穩定在處理前的產(chan) 量水平。 Talisman公司的工程師懷疑在關(guan) 井的過程中,當拆卸處理設備時, 在井筒中產(chan) 生了乳狀液和瀝青質。 作業(ye) 者需要掌握更多有關(guan) 油井底層特征和井眼軌跡的信息,了解處理後產(chan) 量下降的原因, 並確定乳狀也和瀝青質產(chan) 生的位置和原因。 而如何清除這些乳狀液和瀝青質並防止再次出現是另一個(ge) 需要關(guan) 注的問題。

      Talisman公司委托斯倫(lun) 貝謝實現一次洗井計劃。 通過將連續油管(CT)下入井中, 作業(ye) 者獲得了ACTive DTS溫度剖麵, 此次測量中,作業(ye) 者在ACTive工具前端獲得單點溫度數據並通過CT內(nei) 下入光纖測的光纖分布溫度的溫度數據。利用獲得的數據, 工程師選擇了采集有代表性井底油氣樣本的位置, 並因此確定了處理層段。

      DTS數據顯示整個(ge) 層段的溫度都有所下降,但井端部溫度低(上圖), 溫度數據和ACTive壓力傳(chuan) 感數據都表明, 在這一產(chan) 量下降的生產(chan) 井中, 鄰近的注水井壓力不足是導致氣頂膨脹的原因。氣定膨脹導致氣體(ti) 從(cong) 井端部溢出,這是井溫度下降的原因, 而這又會(hui) 進而限製液體(ti) 產(chan) 出。 產(chan) 出的氣體(ti) 與(yu) 油和水混合產(chan) 生了粘性乳狀也, 再終影響了該井的產(chan) 量。

  10. 未來的發展

      隨著DTS技術的不斷發展,作業(ye) 者可采用臨(lin) 時井下溫度傳(chuan) 感係統。作為(wei) 組件安裝在完井係統中時,DTS監測係統可提供有價(jia) 值的實時溫度數據,作業(ye) 者可跟進這些數據對產(chan) 量的改變迅速做出反應, 在修井或其它井下作業(ye) 中, 可利用鋼絲(si) 繩將DTS係統下至井筒內(nei) 火下入連續油管中, 在作業(ye) 結束後再降光纖從(cong) 井中收回。

      一根細柔性鋼管包裹並保護著光纖,使得玻璃纖維可沿著井眼規矩曲折前進。地學家可利用光纖的這一特性定位並繪製出井下熱事件的位置。這些數據本身具有很重要的價(jia) 值。 然而,通過一定事件內(nei) ,進行一係列溫度測量, 地學家可繪製出三維圖,在時間和空間上監測熱事件的進展。同時還可利用一些程序載入做溫度軌跡,評估油井動態。 在生產(chan) 、注入和酸化增產(chan) 作業(ye) 中,將DTS數據看做是一連串的軌跡, 便可獲得基於(yu) 時間的油井動態參數。

      光纖技術的發展也有助於(yu) 擴大DTS技術的應用範圍,現在稠油熱菜井中,分布式溫度傳(chuan) 感係統也可以使用了,這些井(即所謂的蒸氣輔助重力泄油(SAGD)井)需要采用特別的光纜, 因為(wei) 稠油井中存在著含氫層段,大多數光纖暴露其中會(hui) 受到侵蝕。典型的高溫SAGD井會(hui) 加快此種侵蝕的速度,而造成的損害終會(hui) 阻礙激光脈衝(chong) 的傳(chuan) 播。WellWatcher WriteBlue光纖技術的開發解決(jue) 了這個(ge) 難題,使得DTS係統能更好地耐受高溫環境和抵抗氫侵蝕。作業(ye) 者利用這些光纖係統采集的井下數據,可評估SAGD蒸汽腔的動態, 從(cong) 而更好地了解蒸汽注入過程。 這一技術能延長油井的壽命,並可提高油氣終彩收率。

  11. 我司深井地熱監測產(chan) 品係列介紹:

    1.0-1000米單點溫度檢測(普通表和存儲(chu) 表)

    2.0-1000米淺層地溫能監測(采集器采用低功耗、攜帶方便;物聯網GPRS無線傳(chuan) 輸至WEB端網絡;單總線結構,可擴展128個(ge) 點;進口18B20高精度傳(chuan) 感器,在10-40度範圍內(nei) ,精度在0.1-0.2

    3.0-3000米單點溫度檢測(普通顯示,隻能顯示溫度,沒有存儲(chu) 分析軟件功能)

    4.0-10000米分布式多點深層地溫監測(采用分布式光纖測溫係統)

    5.0-1200米GPRS型液位/溫度一體(ti) 式自動監測係統(同時監測溫度和液位兩(liang) 個(ge) 參數,MAX耐溫125攝氏度)

    6.0-7000米全景型耐高溫測溫成像一體(ti) 井下電視(同時監測溫度和視頻圖片等)

    分布式光纖溫度監測係統細分兩(liang) 大類:1.井筒測試 2.井壁測試

    有此類深井地溫項目,歡迎新老客戶朋友垂詢!

     

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