利用光纖技術(shù)測量井下溫度
通過下入井筒內(nèi)的一束光纖發(fā)出的光脈沖，可以了解井下溫度的分布情況。 通過分布式溫度傳感技術(shù)，現(xiàn)在油井已經(jīng)實現(xiàn)這種功能， 光纖技術(shù)正成為生產(chǎn)監(jiān)測與診斷的前沿技術(shù)。
溫度是許多井下作業(yè)的一個重要因素， 因此，長期以來， 作業(yè)者一直采用熱學(xué)測量法監(jiān)測生產(chǎn)井動態(tài)。 事實上， 自20世紀(jì)30年代以來， 工程人員便利用井筒溫度數(shù)據(jù)來推算流量貢獻(xiàn)、評價注水剖面，分析壓裂作業(yè)的有效性、確定套管外的水泥頂面以及識別層間竄流等。 多年來， 隨著其他一系列先進(jìn)測井儀器的問世， 這些更為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(shù)的發(fā)展重新激發(fā)了人們對溫度測量的興趣。
自次作為一種數(shù)據(jù)指令的傳感方法應(yīng)用于油田作業(yè)以來， 光纖已逐步發(fā)展成為一種常用井下傳感器。 上世紀(jì)80年代以來， 光纖領(lǐng)域的研究人員開發(fā)出一種沿光纖測量溫度的方法，它不需要運(yùn)動機(jī)件或井下電子設(shè)備， 分布式溫度傳感技術(shù)（DTS）僅依靠一束激光和一束連續(xù)的光纖便可以收集溫度空間分布數(shù)據(jù)。
與電纜測井作業(yè)中溫度數(shù)據(jù)記錄形式不同， 分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)可十分靈敏地測量井筒溫度， 作業(yè)者可在一定的時間間隔內(nèi)獲得井耐每米（3.3英尺）的溫度數(shù)據(jù)。 DTS系統(tǒng)的這一均勻取樣特性使其可以測量溫度變化的時間與位置， 從而可使作業(yè)者更好地了解井內(nèi)的變化情況。
地?zé)崽荻绕?/strong> 當(dāng)DTS系統(tǒng)初下入井時， 根據(jù)深度、溫度變化規(guī)律， 地學(xué)家利用DTS系統(tǒng)的溫度測量結(jié)果來確定油井的地?zé)崽荻?。盡管溫度梯度可用于以下測井資料的校正， 但這并不是大多數(shù)地質(zhì)學(xué)家所關(guān)注的焦點(diǎn)。 他們更關(guān)注偏離熱梯度的情況，利用這些偏差，地學(xué)家可以推斷油藏流體的一些特征。
油井的溫度剖面會隨著流體的注入和采出而發(fā)生改變。受到流體注入或采出的時間、速度、地層滲透率以及流體和巖層的熱特征的影響，各地層間溫度變化的幅度各不相同。 DTS系統(tǒng)可監(jiān)控溫度隨時間的變化情況， 以探測熱平衡紊亂的發(fā)生。
雖然注入或采出作業(yè)初可將不同溫度的流體引入至井筒內(nèi)， 但流體的流動卻導(dǎo)致了其他顯著的熱變化。 焦耳-湯姆孫可用于解釋熱變化的原因，這些變化與流體從油藏進(jìn)入井筒時所產(chǎn)生的壓降直接相關(guān)。 此類溫度變化會發(fā)生在流體流入井筒時，且通常會發(fā)生較大的壓降； 該變化也會發(fā)生在流體向上流出井筒時，而此時的壓力通常會緩慢地下降， 如下圖所示。
壓力的下降會導(dǎo)致液體或氣體的體積發(fā)生變化， 溫度也會隨之發(fā)生變化。由于這一現(xiàn)象的存在，通常當(dāng)油或水進(jìn)入井筒時，溫度會升高，而當(dāng)氣體進(jìn)入井筒時， 溫度就會下降。 因此可利用先進(jìn)的節(jié)點(diǎn)壓力與有限元熱模擬工具（如THERMA分析軟件---適合于裝有分布式溫度傳感系統(tǒng)的郵井），來模擬地?zé)崽荻群徒苟?湯姆孫效應(yīng)。
自噴氣井實例可以通過分析DTS測量結(jié)果推斷出以上信息（上圖）。在25銷售內(nèi)采集的3次測量數(shù)據(jù)可用于比較多完井層段的溫度變化情況。 比較結(jié)果顯示，一些層段（包括在月2680米處多的層段）為出行溫度變化， 因此說明這些層段是非生產(chǎn)層段。
在南中國海馬來西亞半島的某海上油井中，分布式溫度傳感技術(shù)被用來診斷產(chǎn)量下降的原因。 當(dāng)Talisman馬來西亞有限公司發(fā)現(xiàn)Bunga Raya油田中某油井出現(xiàn)生產(chǎn)問題時， 便利用化學(xué)處理方法清除鉆井液殘留的乳裝液和聚合物。經(jīng)過處理后， 該油井（割縫襯管裸眼完井）的產(chǎn)量即刻從200桶/日增加到2200桶/日 （32立方米/日到350立方米/日）。
然后在處理后的5小時內(nèi)產(chǎn)量急劇下降， 并終穩(wěn)定在處理前的產(chǎn)量水平。 Talisman公司的工程師懷疑在關(guān)井的過程中，當(dāng)拆卸處理設(shè)備時， 在井筒中產(chǎn)生了乳狀液和瀝青質(zhì)。 作業(yè)者需要掌握更多有關(guān)油井底層特征和井眼軌跡的信息，了解處理后產(chǎn)量下降的原因， 并確定乳狀也和瀝青質(zhì)產(chǎn)生的位置和原因。 而如何清除這些乳狀液和瀝青質(zhì)并防止再次出現(xiàn)是另一個需要關(guān)注的問題。
Talisman公司委托斯倫貝謝實現(xiàn)一次洗井計劃。 通過將連續(xù)油管（CT）下入井中， 作業(yè)者獲得了ACTive DTS溫度剖面, 此次測量中，作業(yè)者在ACTive工具前端獲得單點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)并通過CT內(nèi)下入光纖測的光纖分布溫度的溫度數(shù)據(jù)。利用獲得的數(shù)據(jù)， 工程師選擇了采集有代表性井底油氣樣本的位置， 并因此確定了處理層段。
DTS數(shù)據(jù)顯示整個層段的溫度都有所下降，但井端部溫度低（上圖）， 溫度數(shù)據(jù)和ACTive壓力傳感數(shù)據(jù)都表明， 在這一產(chǎn)量下降的生產(chǎn)井中， 鄰近的注水井壓力不足是導(dǎo)致氣頂膨脹的原因。氣定膨脹導(dǎo)致氣體從井端部溢出，這是井溫度下降的原因， 而這又會進(jìn)而限制液體產(chǎn)出。 產(chǎn)出的氣體與油和水混合產(chǎn)生了粘性乳狀也， 再終影響了該井的產(chǎn)量。
未來的發(fā)展 隨著DTS技術(shù)的不斷發(fā)展，作業(yè)者可采用臨時井下溫度傳感系統(tǒng)。作為組件安裝在完井系統(tǒng)中時，DTS監(jiān)測系統(tǒng)可提供有價值的實時溫度數(shù)據(jù)，作業(yè)者可跟進(jìn)這些數(shù)據(jù)對產(chǎn)量的改變迅速做出反應(yīng)， 在修井或其它井下作業(yè)中， 可利用鋼絲繩將DTS系統(tǒng)下至井筒內(nèi)火下入連續(xù)油管中， 在作業(yè)結(jié)束后再降光纖從井中收回。
一根細(xì)柔性鋼管包裹并保護(hù)著光纖，使得玻璃纖維可沿著井眼規(guī)矩曲折前進(jìn)。地學(xué)家可利用光纖的這一特性定位并繪制出井下熱事件的位置。這些數(shù)據(jù)本身具有很重要的價值。 然而，通過一定事件內(nèi)，進(jìn)行一系列溫度測量， 地學(xué)家可繪制出三維圖，在時間和空間上監(jiān)測熱事件的進(jìn)展。同時還可利用一些程序載入做溫度軌跡，評估油井動態(tài)。 在生產(chǎn)、注入和酸化增產(chǎn)作業(yè)中，將DTS數(shù)據(jù)看做是一連串的軌跡， 便可獲得基于時間的油井動態(tài)參數(shù)。
光纖技術(shù)的發(fā)展也有助于擴(kuò)大DTS技術(shù)的應(yīng)用范圍，現(xiàn)在稠油熱菜井中，分布式溫度傳感系統(tǒng)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， 因為稠油井中存在著含氫層段，大多數(shù)光纖暴露其中會受到侵蝕。典型的高溫SAGD井會加快此種侵蝕的速度，而造成的損害終會阻礙激光脈沖的傳播。WellWatcher WriteBlue光纖技術(shù)的開發(fā)解決了這個難題，使得DTS系統(tǒng)能更好地耐受高溫環(huán)境和抵抗氫侵蝕。作業(yè)者利用這些光纖系統(tǒng)采集的井下數(shù)據(jù)，可評估SAGD蒸汽腔的動態(tài)， 從而更好地了解蒸汽注入過程。 這一技術(shù)能延長油井的壽命，并可提高油氣終彩收率。
我司深井地?zé)岜O(jiān)測產(chǎn)品系列介紹：
1.0-1000米單點(diǎn)溫度檢測（普通表和存儲表）
2.0-1000米淺層地溫能監(jiān)測（采集器采用低功耗、攜帶方便；物聯(lián)網(wǎng)GPRS無線傳輸至WEB端網(wǎng)絡(luò)；單總線結(jié)構(gòu)，可擴(kuò)展128個點(diǎn)；進(jìn)口18B20高精度傳感器，在10-40度范圍內(nèi)，精度在0.1-0.2度）
3.0-3000米單點(diǎn)溫度檢測（普通顯示，只能顯示溫度，沒有存儲分析軟件功能）
4.0-10000米分布式多點(diǎn)深層地溫監(jiān)測（采用分布式光纖測溫系統(tǒng)）
5.0-1200米GPRS型液位／溫度一體式自動監(jiān)測系統(tǒng)（同時監(jiān)測溫度和液位兩個參數(shù)，MAX耐溫125攝氏度）
6.0-7000米全景型耐高溫測溫成像一體井下電視（同時監(jiān)測溫度和視頻圖片等）
分布式光纖溫度監(jiān)測系統(tǒng)細(xì)分兩大類：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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更新時間：2019-06-01 
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