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測試測量

光纖傳感器在石油行業中的應用(一)

星之球激光 來源:光纖在線2012-10-17 我要評論(0 )   

光纖傳(chuan) 感技術是20世紀70年代伴隨光纖通信技術的發展而迅速發展起來的新型傳(chuan) 感技術,國外一些發達國家對光纖傳(chuan) 感技術的應用研究已取得豐(feng) 碩成果,不少光纖傳(chuan) 感係統已實用...

 

光纖傳(chuan) 感技術是20世紀70年代伴隨光纖通信技術的發展而迅速發展起來的新型傳(chuan) 感技術,國外一些發達國家對光纖傳(chuan) 感技術的應用研究已取得豐(feng) 碩成果,不少光纖傳(chuan) 感係統已實用化,成為(wei) 替代傳(chuan) 統傳(chuan) 感器的商品。本文主要介紹了光纖傳(chuan) 感器在石油行業(ye) 中的應用案例,以饗讀者。

 

一、前言

 

光纖傳(chuan) 感技術是20世紀70年代伴隨光纖通信技術的發展而迅速發展起來的新型傳(chuan) 感技術,國外一些發達國家對光纖傳(chuan) 感技術的應用研究已取得豐(feng) 碩成果,不少光纖傳(chuan) 感係統已實用化,成為(wei) 替代傳(chuan) 統傳(chuan) 感器的商品。

 

在油田的開發過程中,人們(men) 需要知道在產(chan) 液或注水過程中有關(guan) 井內(nei) 流體(ti) 的持性與(yu) 狀態的詳細資料,這就要用到石油測井,其可靠性和準確性是至關(guan) 重要的,而傳(chuan) 統的電子基傳(chuan) 感器無法在井下惡劣的環境諸如高溫、高壓、腐蝕、地磁地電幹擾下工作。光纖傳(chuan) 感器可以克服這些困難,其對電磁幹擾不敏感而且能承受極端條件,包括高溫、高壓(幾十兆帕以上)以及強烈的衝(chong) 擊與(yu) 振動,可以高精度地測量井筒和井場環境參數,同時,光纖傳(chuan) 感器具有分布式測量能力,可以測量被測量的空間分布,給出剖麵信息。而且,光纖傳(chuan) 感器橫截麵積小,外形短,在井筒中占據空間極小。

 

光纖傳(chuan) 感器在地球物理測井領域取得了長足的進步,全世界各大石油生產(chan) 公司、測井服務公司以及各種光纖傳(chuan) 感器研發機構和企業(ye) 都參加了研究、開發過程。為(wei) 了開拓光纖傳(chuan) 感器的應用領域,本文綜述了光纖傳(chuan) 感器在地球物理測井領域的研究與(yu) 進展,希望其研究能夠對進一步提高石油開發的水平作出貢獻。

 

二、光纖傳(chuan) 感器在測井上的研究進展

 

1、儲(chu) 層參數監測

       (1)壓力監測

       由於(yu) 開發方案的需要,對油藏壓力的管理需要特別謹慎,這樣做的目的是減少因在低於(yu) 泡點壓力的狀態下開采所造成的原油損失,減少在注氣過程中因油藏超壓將原油擠入含水層所造成的原油損失。傳(chuan) 統的井下壓力監測采用的傳(chuan) 感器主要有應變壓力計和石英晶體(ti) 壓力計,應變式壓力計受溫度影響和滯後影響,而石英壓力計會(hui) 受到溫度和壓力急劇變化的影響。在壓力監測時,這些傳(chuan) 感器還涉及安裝困難、長期穩定性差等問題。井下光纖傳(chuan) 感器沒有井下電子線路、易於(yu) 安裝、體(ti) 積小、抗幹擾能力強等優(you) 點,而這些正是井下監測所必需的。

 

美國CiDRA公司的在光纖壓力監測研究方麵處於(yu) 前沿,他們(men) 的科研人員發現了布喇格光纖光柵傳(chuan) 感器對壓力的線性響應。已開發的傳(chuan) 感器能夠工作到175oC,200oC和稍高溫度的產(chan) 品正在開發,250oC是研發的下一個(ge) 目標。不同溫度和壓力下的壓力測量誤差,在測試範圍(0MPa~34.5MPa)內(nei) ,均小於(yu) ±6.89kPa,相當於(yu) 電子測量係統的最好的水平。目前,CIDRA公司的光纖壓力傳(chuan) 感器的指標為(wei) :測程0~103MPa,過壓極限129MPa,準確度±41.3kPa,分辨率2.06kPa,長期穩定性±34.5kPa/yr(連續保持150oC),工作溫度範圍25oC~175oC。1999年該公司在加利福尼亞(ya) 的Baker油田進行了壓力監測係統的試驗,結果表明該係統具有非常高的精度,目前已經交付商業(ye) 銷售。2001年該公司的壓力傳(chuan) 感器在英國BP公司的幾口井下安裝,監測應力變化,結果表明其具有足夠的可靠性。

 

美國斯倫(lun) 貝謝油田服務公司Doll研究中心的TsutomuYamate等人對用布喇格光纖光柵傳(chuan) 感器實行井下監測進行了長期的研究,他們(men) 研製成一種對溫度不敏感的側(ce) 孔布喇格光纖光柵傳(chuan) 感器,最高工作溫度為(wei) 300oC,最高測量壓力82MPa,在最高測量壓力下,對溫度的靈敏度極小,可以適用於(yu) 井下的壓力監測。

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