[發明專利]基于分布式光纖傳感的井下流體分布監測系統及監測方法

在審

• 申請號: 201910975060.8
• 申請日: 2019-10-14
• 公開（公告）號: CN110541702A
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發明（設計）人: 余剛;王熙明;夏淑君;安樹杰;劉博
• 申請（專利權）人: 中油奧博(成都)科技有限公司
• 主分類號: E21B47/06
• 分類號: E21B47/06;E21B49/00;E21B47/135;E21B17/10;E21B33/13;E21B23/01
• 代理公司: 51241 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 李鵬<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發明提供一種基于分布式光纖傳感的井下流體分布監測系統，包括金屬套管，金屬套管內置有連續油管，金屬套管外側固定有第一鎧裝光纜、第一井下準分布式壓力傳感器，連續油管外側設有第二鎧裝光纜、第二井下準分布式壓力傳感器；還包括放置于井口附近的DAS/DTS復合調制解調儀器、井下壓力傳感器調制解調儀器；DAS/DTS復合調制解調儀器分別與第一鎧裝光纜和第二鎧裝光纜連接；井下壓力傳感器調制解調儀器連接第一井下準分布式壓力傳感器、第二井下準分布式壓力傳感器。本發明對油氣生產井或注水或注蒸汽或注二氧化碳或注聚合物井的產液剖面或吸水剖面進行長期動態監測，為油氣藏科學管理和提高采收率提供不可缺少的手段、系統和方法。

技術領域

本發明屬于測井技術領域，具體涉及一種基于分布式光纖傳感的井下流體監測系統及監測方法。

背景技術

光纖傳感技術始于1977年，伴隨光纖通信技術的發展而迅速發展起來的，光纖傳感技術是衡量一個國家信息化程度的重要標志。光纖傳感技術已廣泛用于軍事、國防、航天航空、工礦企業、能源環保、工業控制、醫藥衛生、計量測試、建筑、家用電器等領域有著廣闊的市場。世界上已有光纖傳感技術上百種，諸如溫度、壓力、流量、位移、振動、轉動、彎曲、液位、速度、加速度、聲場、電流、電壓、磁場及輻射等物理量都實現了不同性能的傳感。

井下光纖傳感系統可以用于井下進行壓力、溫度、噪聲、振動、聲波、地震波、流量、組分分析、電場和磁場的測量。該系統以全鎧裝光纜結構為基礎，傳感器和連接及數據傳輸纜都用光纖制成。目前有多種井下鎧裝光纜的布設方法，比如安放在井下控制管線內、投放到連續油管內、直接集成到復合材料制成的連續油管管壁中、捆綁固定在連續油管外側、投放在套管內和捆綁在套管外側并用固井水泥進行永久性固定等布設方法。

常規生產測井系列儀器可以進行套管內或油管內的生產測井，生產測井又稱開發測井，指在油井(包括采油井、注水井、觀察井等)投產后至報廢整個生產過程中，利用各種測試儀器進行井下測試以獲取相應地下信息的測井。它包括三部分：①通過井內溫度、壓力和流體流量、持水率測定，了解產出和注入剖面，為油層改造提供依據：②檢查和監測井身技術情況，包括固井質量、套管變形和破損等，為油井維修提供依據；③套管井儲層評價。生產測井已成為油氣藏科學管理和提高采收率不可缺少的手段。

測量自噴開采生產井的分層產油量、分層產氣量、分層含水量、分層的溫度，常用多參數的生產組合測井儀。這種測井儀內裝有一只由地面操縱的繼電器，通過它可任意選擇所要用的測井儀器。用渦輪儀測流量，用電容探頭測含水率，用流體密度儀測流體密度，用微差井溫儀測井溫。各測井儀在測量中與接箍定位器連在一起，可以同時記錄相應的測井深度和此一深度上的各種參數，以保證各種儀器探測深度的一致。當測井電纜自下向上移動時，井下儀器所得的信息通過電纜傳輸到地面儀器，自動記錄各種測井曲線。通過計算，可求得分層產油量、產氣量和含水量等。但是由于生產測井儀器里安裝有大量的電子器件與各類傳感器，常規生產測井儀器無法下放到超高溫超高壓的深井里測量產液剖面或吸水剖面。

測量注水井中分層吸水量可使用同位素載體法，在注入水中加入吸附了同位素(常用131I)的活性炭的懸浮液。懸浮液隨注入水進入地層時，放射性固相載體濾積在井壁附近，地層吸收的活化懸浮液越多，載體濾積量也越多，放射性同位素的強度就越大。在加入同位素載體前后各測量一次自然γ射線曲線進行對比，可求得各層的吸水百分比。此法的優點是在多層開采中測量時不受井下管柱限制，各層的吸水量都能測得。缺點是放射性同位素污染環境。測量注水井中分層吸水量也可以使用渦輪式連續流量計測試法，測量時用扶正器使儀器居中，流量計中的渦輪轉速與流速成正比。當套管或油管截面積為定值時，連續測量井內流體沿軸向運動速度的變化，可確定井的注入剖面。此法的優點是不用同位素，施工簡便，但在下入封隔器的分層注水井中，只能測得分層段吸水量。