[發明專利]一種基于布里淵散射光時域反射分布式光纖傳感系統及利用該系統的井下溫度監測方法

無效

• 申請號: 201010109410.1
• 申請日: 2010-02-11
• 公開（公告）號: CN101787882A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 張廣玉;董惠娟;何俊;林發枝;楊衎;朱丙奇
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: E21B47/06
• 分類號: E21B47/06;G01K11/32
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張宏威

技術領域

本發明涉及激光監測技術領域，具體涉及一種溫度傳感系統及溫度監測 方法。

背景技術

清蠟是油田開采中的一個重要難題，原因在于地層下溫度較低，當溫度 低于蠟的結晶溫度時，蠟就會以固態的形式黏附在管壁上或夾雜在石油中，致 使阻塞管道，大大降低了采油的效率。為解決這個問題，長年以來大慶油田抽 油機井主要采用以熱洗清蠟為主，利用聲波降粘裝置、刮蠟桿、固體防蠟器等 工具為輔的清蠟方法。目前油田上廣泛存在著：油井熱洗效率低、熱洗方法的 優劣不明、缺乏反映油井熱洗過程實時溫度的數據等問題。存在這些問題的根 本原因是缺乏油井和套管之間熱洗液體的溫度分布情況，致使熱洗過程中的溫 度控制主要憑借施工人員的經驗，從而導致熱洗效果時好時壞，可靠性不高。 因此，對油井熱洗過程中的溫度進行監測將成為提高油田熱洗效率的重要手 段，即而達到提高石油開采效率的目的。

井下環境具有高溫，高壓，化學腐蝕強以及電磁干擾強等特點，這就使得 常規傳感器難以在井下很好地發揮效用，因此就無法實現對油井溫度的實時監 測。由于缺乏對現場熱洗過程中熱洗參數的實時監測數據，數值模擬這種手段 也就不能很好的將熱洗過程中的溫度變化清晰地顯示出來。

近年來興起的光纖傳感器以其獨有的優勢，非常適用于油井參數的測量， 且能監測油水井多個生產階段的分布式井溫。其突出的特點是抗干擾性強、耐 腐蝕、靈敏度高、重量輕、體積小、測量對象廣泛、對被測場影響小、能夠實 現多參量的分布式測量。但光纖傳感器使用時可重復性不好，這是由于材質和 生產工藝等因素影響使其參數不同而導致，所以在使用之前必須經過一定的標 定實驗，以確定其參數。在目前的光纖傳感技術中，BOTDR是一種成熟而且 應用廣泛的技術，我們已經成功獲取了油田熱洗測溫的BOTDR技術實驗及其 分析。通過這些實驗的數據我們可以實時監測井下分布式溫度，并據此確定出 合理的熱洗參數，提高熱洗的清蠟效果，提高采油效率。

發明內容

為了解決現有的井下溫度監測傳感器抗腐蝕性差、靈敏度低、結構復雜、 穩定性差的問題，提供一種基于布里淵散射光時域反射分布式光纖傳感系統及 利用該系統的井下溫度監測方法。

一種基于布里淵散射光時域反射分布式光纖傳感系統，它包括激光器、 耦合器、檢測器和光纖傳感器，所述激光器輸出光束至耦合器信號輸入端， 所述耦合器的輸入/輸出端與光纖傳感器的一端相連，所述耦合器的光信號輸 出端與檢測器的信號輸入端相連，光纖傳感器的另一端布設在油管的外表面 并且緊貼油管布設。

使用基于布里淵散射光時域反射分布式光纖傳感系統的井下溫度監測方 法，具體過稱為：將光纖傳感器下伸到油管的底端，利用光纖傳感器測量每 一個油管待測量位置此時的布里淵頻移量V_B(ε₀，T′)；通過下式