光纤传感器在油气生产中的应用

光纤传感器具有数据传输速度快和测试温度高的能力,它属于无源传感器,不受电磁辐射的影响,运用此技术可连续测试生产油层的温度。光纤传感器最初被视为蒸汽驱井的监测工具,目前证实,这项技术能够用于油井、气井及注水井的监测。概述了光纤技术在油气生产测试中的应用,详述了光纤压力传感器、流量计与分布式温度传感器的工作机理,介绍了光纤温度传感器的应用实例。     

浅谈PN结温度传感器及其在生产测井中的应用

PN结温度传感器是国内近几年来开发的一种新型温度传感器,它具有测温范围宽、灵敏度高、时间常数小等优点。本文简述了PN结温度传感器的测温原理和技术特性,并且着重介绍了它在油田生产测井中的应用。     

光纤传感器在油气生产测试中的应用

介绍了电信工业中广泛应用的光纤技术在油气生产测试中应用的可行性和技术特点 ,论述了光纤压力传感器、流量计与分布式温度传感器的工作机理。重点介绍光纤传感器的现场应用情况。     

基于模糊控制的温度传感器动态性能的改进

采用模糊控制提高常规温度传感器响应速度，从而改善温度传感器的动态性能，并以应用结果说明了温度传感器动态性能改善的效果。     

光纤传感技术改善油气井监测

介绍了光纤传感技术的新进展。分布式温度传感器的测量精度和可靠性不断提高,其在注入和产出剖面测量及油藏监测与管理中得到了越来越多的应用;壳牌公司和贝克休斯公司联合研发了分布式应力传感器,这种传感器能够在井的整个寿命期内监测套管柱的微小变化;其他光纤传感技术,像分布式声波传感技术和分布式化学传感技术取得了显著进步,预计几年之后会投入商业应用。光纤传感技术能够实时提供比较完整的井眼流体信息,无需对井进行干预,具有良好的发展前景。     

井下实时温度监测现场应用及理论模型研究新进展

从常用的井下温度传感器的原理和特点出发,介绍了国内外目前比较典型新颖的井下实时温度监测应用,并对应用情况进行了总结.论述了目前最新的井下实时温度数据解释技术,其技术发展热点主要集中在:温度数据辅助历史拟合改善油藏描述质量、近井区域地层伤害情况表征和基于压力—温度耦合的多层测试新方法.通过对井下实时温度监测现场应用的调研...     

电力线载波通讯在热网温度监测系统中的应用

采用智能温度传感器DS18B20、热电偶及电力线载波应用于热网温度监测系统。建立了系统总体方案和拓扑结构图、选择了温度传感器,及相应的软硬件系统。实际运行表明,该系统抗干扰能力强,信号传输距离远,能够满足监测系统的要求。     

利用光纤温度传感系统检测天然气管道泄漏

为实现天然气管道泄漏在线实时检测及泄漏位置的准确定位,利用光纤光栅温度传感器和分布式光纤温度传感器的温度特性, 结合天然气管道泄漏处的温度场变化规律，进行了光纤光栅准分布式检测系统和分布式光纤泄漏检测系统研究。着重分析了光纤光栅准分布式传感系统的构成及其原理，分析了基于拉曼光反射的分布式光纤温度传感器系统的构成及其原理，介绍其具有其它传感系统无法比拟的优越性及应用领域，并初步建立了光纤检测系统实施方案。采用光纤光栅和分布式光纤温度传感检测技术,分别实现了管道的关键点和沿管道全线温度的连续检测，通过检测管道周围的温度场异常变化，及时发现泄漏，并进行漏点准确定位。     

数字温度传感器在智能发油控制系统的应用

介绍了DALLAS公司数字温度传感器DS18B20的结构及工作原理,给出了操作方法及接口编程,将其应用于发油控制系统的系统接口方法。该数字传感器的应用较之模拟传感器无论在准确度,还是可靠性方面,都得到很大提高,取得了比较满意的结果。     

智能完井温度监测技术在油气田开发中的应用及理论模型研究进展

智能完井条件下的温度监测技术发展历程特别是最新的温度监测理论模型的研究现状,可为井下温度监测技术的进一步应用和深入开展理论研究提供参考。目前油田使用的主流温度传感器包括永久式井下电子压力/温度计和分布式光纤温度传感器2种类型,其中分布式光纤温度传感器由于其特别的环境适应性和采集温度数据的分布式特点使其应用更广泛。温度监测技术的6大应用主要包括气举监测、流动剖面解释、气水锥进诊断、稠油热采监测、增产作业监测评价和储层物性参数反演分析等,其中增产作业监测评价和储层物性参数反演分析2个领域的理论研究进展迅速,不仅研究了温度试井的理论分析方法,而且在传统温度监测模型的基础上,针对水平井多级多簇压裂监测的具体情况进行了大幅度的改进,实现了温度模拟和压裂评估反演的双重功能。     

高温稠油井温度压力光纤传感监测系统

目前广泛使用的高温电子式油气井温度、压力测量系统因数据实时性差、不能长期安装运行工作、高温环境漂移大的不足,设计了一种基于非本征F-P 腔型光纤传感系统,用于测量高温油气井的温度和压力.说明了其工作原理、传感器设计、信号解调方法以及系统构成.该系统克服了其他光纤传感器的温度压力交叉敏感、不能耐高温的不足,具有比较高的测量精度,可用于稠油蒸汽吞吐、蒸汽驱、蒸汽辅助重力驱油(SAGD)、煤炭地下气化炉(UCG)的温度压力监测.目前该系统已经在辽河油田现场应用.     

新型高温高密度盐水钻井液研究

针对中国高温高密度盐水钻井液普遍存在的"使用处理剂种类过多,加量过大,钻井液老化后HTHP造壁性和流变性难以控制,配制成本和维护成本居高不下"的难题,分析长期攻关而至今没能很好解决的原因,在此基础上提出了"以利用钻井液中处理剂高温交联作用为基础,结合使用优化重晶石级配以解决高密度钻井液黏度高、HTHP失水量大、且性能很难调控的难题,综合形成了高温高密度盐水钻井液研究"新的技术路线,并由此研发出性能好（HTHP失水量低,流变性良好……）而处理剂种类少（共4种）、总用量大幅度降低（仅为现用量的1/2~1/3）的高温高密度盐水钻井液体系,而且具有高温条件下使用性能越来越好,性能维护方便的潜力和趋势,为有效解决中国高温高密度盐水钻井液多年未能很好解决的技术难题,提供一条可行的途径。      

耐高温高密度防腐固井水泥浆

深层含酸性气体油气井中,高温、高压含CO₂气体环境易腐蚀水泥石,破坏水泥环密封完整性。为开发具有防腐能力的高温高密度固井水泥浆体系,对水泥浆关键材料进行研究,构建了抗高温高密度防腐水泥浆体系,分析了水泥浆性能和微观形貌。实验结果表明,锰矿粉加重剂能显著提高水泥浆密度,制备的水泥浆体系高温下抗腐蚀能力较好;研究的降失水剂JS18L、缓凝剂H16L在高温下能降低水泥浆失水量,调节稠化时间。将无机复合防腐剂NAM-H、聚合物防腐剂SZ-M2结合使用,作为防腐材料可增强水泥石防腐性能。使用研究的添加剂材料构建密度为1.90～2.20 g/cm3的抗高温高密度防腐水泥浆,水泥浆体系流变性好,稳定性高,失水量小于50 mL,稠化时间在3～5 h可调,满足固井作业要求。高密度水泥石高温下力学性能稳定,防腐能力强,水泥石腐蚀30 d的抗压强度衰退率在25%以内,腐蚀深度小于1.5 mm。该研究成果可为高温高压酸性气井以及二氧化碳地质封存井固井作业提供技术支持。      

智能化霍尔开关传感器高温筛选检测装置的设计

霍尔开关传感器是一种基于霍尔效应的磁传感器,常用于测井井下仪器的直流无刷电机中。由于井温和电机本身发热的影响,霍尔元件的环境温度有时会高达200℃,所以必须经过高温筛选才能应用到井下电机中。详细介绍了智能化筛选装置的工作原理、硬件及软件设计。经过多次实验验证,该筛选检测装置能够批量筛选,可实现实时记录与显示,且操作简单直观,具有筛选效率高、可靠性好、实用性强的特点,可以有效保证井下仪器中直流无刷电机高温性能。     

高温高压尾管悬挂器研制与应用

针对深井尾管固井中尾管下入深、载荷大、尾管下入困难、井底温度高、压力大以及井下环境恶劣等特殊固井问题,采用V型双向密封套、三瓣式带流通槽锥套和直连式尾管胶塞总成的优化结构设计,开发出适用于高温高压井的BH-XGH型尾管悬挂器。从工具的结构设计、仿真分析、性能评价等几方面进行了详细阐述,从理论上验证了高温高压尾管悬挂器的性能参数。现场应用5井次,解决了深井、超深井高温高压尾管固井的耐高温高压、小间隙、载荷能力、碰压成功率等系列技术难题,为国产工具的推广应用奠定了基础。     

高温电成像仪器的研制与应用

随着国内外高温深井钻探的逐步增多,针对高温井电成像装备缺乏的市场现状,在传统电成像测量技术的基础上,使用厚膜集成电路技术与保温瓶绝热技术研制出了适用于200℃高温井的电成像测井仪器。在实验室对仪器电路模块进行了高温测试,200℃高温环境下的电路测量信号与常温相比变化很小,可以满足电成像测量需求。在现场某高温井进行了现场作业,测得全井段1 500 m的合格资料,图像清晰地显示了井壁的沉积构造等地质特征,对资料进行了地层岩性识别、沉积构造分析、沉积微相划分与古水流方向分析等地质评价,取得了良好的应用效果。为后续地质分析研究提供了依据,填补了175℃以上超高温井无电成像测井装备的技术空白,对国内外超高温井的油气勘探开发具有重要意义。     

超高温高压井取心技术在LD13井的应用

海上超高温高压井由于超高地层温度超高地层压力、压力窗口极窄等特点,作业难度较高,在超高温高压井段取心,存在井控风险高、易井漏等高风险,是一项难度极高的作业。该文分析了在超高温高压井段取心的技术难点,从而对取心筒改进、钻具组合和钻进参数优选、井控措施、防漏措施进行研究,提出取心筒改进方案、推荐钻具组合和钻进参数、井控措施和防漏措施,并首次在LD13超高温高压井实践中得到了应用。施工中采用改造后的取心筒,控制住了井控风险,避免了井漏,并最终取得100%取心收获率,在南海海上超高温高压井段取心作业圆满完成,应用效果明显,可为海上超高温高压井段取心提供有效参考和借鉴。     

南海东方气田高密度抗高温钻井液完井液室内研究

南海东方气田地层温度高,储层渗透率低,钻完井过程中钻井液、完井液的高温稳定性及储层保护性能至关重要。针对该问题,通过滚动老化与配伍性试验优选了各类抗高温处理剂,研制出了高密度(2.2 kg/L)抗高温(170 ℃)的水基钻井液体系和甲酸铯无固相完井液体系。采用堵漏试验、岩心流动试验及流变性、滤失性测试等,评价了其综合性能。研究得出,高密度抗高温水基钻井液体系在高温高压条件下流变性、滤失性良好,高温高压滤失量小于15 mL,岩心渗透率恢复率达85%以上,极压润滑系数为0.131,抗盐、抗钙、抗劣土能力分别为5.0%,0.5%和8.0%;甲酸铯无固相完井液体系腐蚀速率仅为0.066 9 mm/a,页岩回收率为87.28%,岩心渗透率恢复率达88%以上。性能评价认为,研制的钻井液完井液体系能够满足海上高温高压气井的钻井要求,为南海东方气田安全高效开发提供了技术支持。      

抗高温改性淀粉FSL在高温井段的现场应用

抗高温改性淀粉FSL综合性能的充分发挥得益于性能优异的聚合单体、单体分子量的控制、位阻基团的贡献以及吸附水化基团的作用，为改性淀粉提供了性能保障。为了验证抗高温改性淀粉FSL的抗温性能，将该产品应用于CSH1井和AF1井高温井段。CSH1井应用井段为8154~8380 m，井底温度为187℃。在加入2%产品充分循环后，钻井液黏度基本保持不变，且高温高压滤失量明显降低。AF1井应用井段为5713~5810 m，井底温度146℃。在加入1%产品充分循环后，高温高压滤失量有较大降低，且对流变性无影响。在2口井的高温井段均表现出优异的降高温高压滤失性能及高温稳定性。抗高温改性淀粉FSL系列产品表现良好的实际应用效果，具有广阔的应用前景。      

加砂油井水泥石高温力学性能衰退机制研究进展

加砂油井水泥是常用高温固井材料，但在部分高温地层服役时存在短期内水泥石力学性能明显衰退及水泥环层间封隔失效问题，明确其高温力学性能失效机制将有助于合理使用加砂油井水泥。为此，笔者调研了国内外加砂油井水泥高温水化产物和石英砂（掺量、粒径）对加砂水泥石力学性能影响的相关文献，并对其进行了归纳分析。结果表明:加砂油井水泥石在110~210℃温度下服役，可长期保持较好的抗高温性能；在210~300℃静态水环境下，通过调整石英砂级配和掺量可延缓水泥石高温下力学性能的衰退；地层温度超过300℃且处于动态水环境时，由于SiO2大量溶出，加砂油井水泥石难以满足热采井固井质量要求。此外，基于对加砂水泥石硅溶出、水化产物脱钙现象及硬硅钙石晶粒形貌变化的分析，探讨了加砂油井水泥石高温力学性能失效作用机制，并提出了改善其高温力学性能的技术措施。