海上水平井蒸汽驱长效光纤监测技术研究与应用

海上稠油热采工艺已逐渐由单一的吞吐热采向注采一体化、蒸汽驱工艺发展,通过有效的监测手段获取井筒沿程及水平段的温度数据,对于海上蒸汽驱注汽井尤为重要。分布式光纤监测技术是近几年来发展起来的一项井下测试新技术,与传统测试技术相比,具有实时、稳定、长效等特点,具有无可比拟的技术优势。但海上热采井多为水平井且工艺管柱复杂,应用工况恶劣,安全要求高,监测难度大。结合海上热采井特点和蒸汽驱监测工艺,开展了水平井蒸汽驱光纤监测技术研究,并研制了关键配套工具,形成了一套水平井管内外穿越转换光纤监测工艺。该项测监工艺不仅能监测油管环空温度,了解注汽管柱隔热效果,而且能监测水平段的温度,了解水平段吸汽情况。现场应用结果表明,该监测技术具有耐高温、耐高压、实时、长效的特点,能为海上稠油蒸汽驱以及规模化热采开发提供科学依据,具有较好的应用前景。     

一种全新的水力压裂诊断方法:光纤传感监测技术

<正>哈里伯顿公司开发的水力压裂诊断方法 FiberWatch~光纤传感监测技术能用于水平分支井水力压裂监测,还能用于各种不同阶段的井眼动态监测、重油热采井及海上深水油气井的井下永久监测等。FiberWatch~包括FiberLog~(TM)电缆技术、分布式光纤温度传感技术DTS(Distributed Temperature Sensing)、分布     

光纤传感技术在昭通山地页岩气勘探开发实践中的应用进展

光纤既是传输介质又是传感器,具有体积小、重量轻、抗电磁干扰、耐腐蚀和高灵敏度等先天优势,因其分布式/准分布式监测的特性而适用于油气井的多参数实时评估和动态监测。基于分布式光纤传感技术,主要介绍了分布式声波传感(DAS)和分布式温度传感(DTS)在昭通国家级示范区页岩气勘探开发中的应用进展,包括了VSP井地联采和DAS/DTS动态监测技术,系统分析了井下光纤采集处理解释的特殊性和优势。实际应用结果表明,在VSP井地联采中,相对于传统检波器接收,光纤DAS接收具有高密度、全井段等优势,可以准确地提取地层的吸收衰减系数以及井驱参数,从而有助于地面地震高精度成像;同时,由于光纤能长期布设于井中,因而可以动态监测生产井的温度和声波响应变化,进而指导页岩气的开发和生产,具有很好的应用前景。     

盐穴储气库井筒泄漏监测室内模拟实验

由于盐穴储气库注采井井筒管柱和胶结水泥石长期受到交变温度及应力的影响,容易发生漏失,为了保障储气库平稳安全运行,结合光纤分布式声波传感系统(DAS)进行了井筒泄漏监测的室内模拟实验。实验模拟盐穴储气库选用?177.8 mm 和?244.5 mm的油套管柱组合,内管注气、环空注液、设置中间丝扣为泄露点,通过注氮气控制内外压差为0~12 MPa,结合光纤分布式声波传感系统(DAS)及噪声测井技术进行模拟分析。实验结果明确了分布式振动光纤泄漏监测系统的泄漏特征为DAS瀑布图、DAS频谱图均有异常显示,系统的精度为±1 m以内,泄露测量下限为0.83 L/min;系统能有效判别并实时监测气体在注采运行过程中是否发生泄漏,为盐穴储气库井筒泄漏监测技术提供参考和技术支持。     

热采井多点温压远程监测系统研究与应用

热采井多点温压远程监测系统可实现热采井井下温度、压力的远程监测和多口热采井温度、压力测试的数字化管理。本文论述了热采井多点温压远程监测系统的研究与应用,该系统包括热采井多点温压采集装置和远程监测单元。远程监测单元采用无线方式,监测多个热采井多点温压采集装置;多点温压采集装置采集井下温度、压力数据,传输至远程监测单元,由远程监测单元实现数据显示与发布。该系统在辽河油田应用效果良好。     

海上热采井高效注汽及监测工艺研究与应用

渤海油田采用现有热采注汽管柱注汽时井底蒸汽干度低,达不到方案设计要求,同时注汽管柱自身无长效测试功能。 为进一步提升海上油田注汽工艺管柱性能,开展了高效注汽及监测工艺管柱研究。 通过模拟计算,明确了影响注汽管柱隔热效果的影响因素,研制了气凝胶隔热管＋隔热接箍组合管柱,提升了注汽效果;以高温光纤测试技术为基础,结合海上热采井特点和测试需求,优化设计了长效测试工艺。 现场试验表明,高温光纤测试工艺首次成功实现了海上热采井全井筒长效测试,可满足海上热采井长效测试技术需求;通过高温监测数据进行拟合计算,应用高效注汽工艺后,井底干度可达 0.50 以上,注汽效果大幅提升。 配套形成的高效注汽及监测工艺管柱将进一步提高海上稠油规模化热采开发效果。     

水力压裂分布式光纤传感联合监测技术研究进展

水力压裂分布式光纤传感监测技术已成为非常规储层开发的重要技术之一，为使业界进一步明确和了解不同类型传感技术的物理机理、技术特性和理论模型，促进该技术更加快速有效地推广和应用，本文针对分布式温度传感（DTS）、分布式声波传感（DAS）和基于瑞利频移的分布式应变传感（DSS-RFS）3种技术在水力压裂监测中的应用情况，从不同传感技术的物理机理和主流安装方式出发，系统地总结分析了各类传感技术现场应用的典型案例和技术特点，以及对应的监测解释理论模型的研究现状。最后结合水力压裂监测矿场实验的最新实例，总结了未来开展水力压裂分布式光纤联合监测的技术思路。研究结果表明：(1)水力压裂分布式光纤传感联合监测技术能够在压裂工艺设计、裂缝扩展反演、邻井干扰监测和压后效果评价等诸多方面提供重要的实时数据和解释结果，不同类型传感器所对应的理论模型有不同程度的发展；(2) DTS本井温度监测是水力压裂光纤监测和评价的重要组成部分同时具有一定程度的多解性，DAS邻井应变率监测和DSS-RFS本井应变监测能够直接反馈裂缝扩展和裂缝演化过程中的相关应变，今后将成为水力压裂裂缝评价的重点发展领域；(3)分布式光纤传感技...     

高温长效实时监测技术在热采水平井的应用

为了实现渤海油田蒸汽吞吐作业全周期井下温度实时监测，运用高温光纤光栅测温和分布式测温相互校正理论，采用顶封以上油管外部捆绑、顶封以下油管内部插入的工艺方法进行实时温度监测。试验表明，此监测技术空间分辨率0.5 m、测温精度±1℃，且在满足耐温等级及监测精度的前提下，能够有效保证光缆下井过程中的安全性。该技术主要用于渤海油田热采井全井筒温度、油套环空、水平段温度长期实时监测。以L井为例分析了该技术的应用范围，并对应用效果及监测数据进行分析。测取注汽期间井底最高温度368.2℃，首次实现渤海油田热采井环空及水平段全井筒温度实时监测。     

光纤测温技术在稠油蒸汽驱开发中的应用

分布式光纤测温技术利用光纤后向喇曼散射光谱的温度效应和光时域反射技术实现温度测量,它是一种利用既是传输介质,又是传感介质的光纤进行实时测量空间温度场分布的传感系统。介绍了分布式光纤测温系统进行井温测量的工作原理、系统构成及在稠油热采井中进行测量的测试工艺和现场应用。该系统具有良好的测量精度和分辨率,可以在不影响温度场原始分布的情况下实现实时快速的测量。     

油井分布式光纤测温系统研究与应用

分布式光纤测温技术是稠油热采井下温度测试新技术,它是利用喇曼散射光中的斯托克斯(Stokes)光和反斯托克斯(anti-Stokes)光的强度与温度有关的原理进行分布式温度测量。这种测温系统主要由分布式温度测试仪(DTS)、光纤管(温度传感器)和与DTS仪器接口相配套的数据处理器3部分组成。系统测试深度0～2 100 m;测温范围0～370℃;测温距离分辨率1 m;测温精度±1℃;测温时间3 min。室内试验和胜利油田有限公司草桥区块油田CN8-3注汽井的现场测试表明,可一次测量出整个井筒的温度剖面,整套测量设备操作安全可靠,测量误差达到设计要求。     

世界第一口多光纤传感器智能井

挪威NorskHydroASA公司于2 0 0 2年 8月第一次在单井中安装了工业用多光纤压力温度计 ,与此同时还安装了一条分布式温度传感 (DTS)光纤和一个地面操纵的智能完井流量控制仪。该系统安装于北海挪威海域Oseberg st (东 )油田E 11C井。作业公司表明必须全面掌握油层的压力状态。为实现油田注水方案的最优化管理 ,必须在准确掌握油藏长期压力状态的基础上进行油井作业。该智能井系统由多个光纤温度和压力计及一条分布式温度传感光纤构成。所有的光纤传感器都由Weatherford公司制造 ,这些传感器与WellDynamics公司制造的地面操纵的智能完井流量控制仪配套使用。该系统安装后 ,井下传感器组已经为日常生产管理提供了大量数据 ,而且使油田寿命期内的战略油藏管理成为可能。E -11C井中的温度和压力计连续不断地提供两个产层的温度和压力数据 ,分布式温度传感光纤则测量整个井筒的温度。用一条 in的光缆把数据传送到地面。本文介绍了安装该系统的适用技术和优势以及所采用的完井方法。     

世界第一口多光纤传感器智能井

2002年8月，挪威海德罗(Norsk Hydro)ASA公司在北海挪威海域Ose—berg Ost的E-11C井中安装了世界上第一套多光纤压力和温度计，同时还安装了一条分布式温度传感光纤(DTS)和一个地面操纵的智能完井流量控制装置。作业公司表示必须全面了解油层的压力状态。为了实现油田注水方案的最佳管理，必须在准确掌握油藏长期压力状态的基础上进行油井作业。该智能井系统由多个光纤温度和压力计及一条分布式温度传感光纤构成。所有的光纤传感器都由威德福(Weatherford)公司制造，同时安装的还有WellDy—namics公司制造的地面操纵的智能完井流量控制装置。该系统安装后，井下传感器组合已经为日常生产管理提供了大量数据，而且使油田寿命期内战略油藏管理成为可能。E-11C井中的温度和压力计连续不断地提供两个产层的温度和压力数据，而分布式温度传感光纤则测量整个井筒的温度。一条1/4-in的光缆把数据传送到地面。文中介绍该项技术、其优点以及安装该系统所采用的完井方法。     

基于分布式光纤声传感的油气井工程监测技术应用与进展

为保障油气井全生命周期全井段实时监测,引入了分布式光纤传感技术。根据分布式光纤传感技术基本原理将其分为分布式光纤温传感(DTS)技术和分布式光纤声传感 (DAS)技术,并对二者进行了对比,指出DAS技术具有高精度、长距离监测、高信号强度等优点。介绍了分布式光纤声传感技术的监测原理、光纤结构和安装方式,调研了DAS技术在石油领域——地震、油气井生产和注入、水力压裂、生产出砂、管柱泄露、井筒完整性等领域的研究和应用,提出DAS技术将有望成为一种可实时监测油气井全生命周期的经济型监测技术。该研究可为制定合理的开采方案、提高作业的安全性、降低油气田开发成本提供借鉴。     

氮气隔热在渤海油田热采中的应用研究

受到海上特殊作业环境的影响,海上油田热采对隔热有较高的要求。建立井筒数学模型评价了在多元热流体热采中油套环空无氮气隔热、油套环空充氮气隔热、油套环空连续注氮气隔热三种方式,对不同氮气隔热方式的隔热效果分析对比,优选了最佳的隔热方式,同时配套了相应的井筒管柱。研究结果表明油套环空连续注氮气隔热效果最好,井筒沿程热损失较其它环空隔热措施小,套管温度低,同时连续氮气的注入有利于增加地层能量。油套环空连续注氮气隔热在渤海稠油油田的现场应用取得了较好的效果,保证了海上热采的顺利实施。     

光纤地球物理技术的发展现状与展望

近年来,光纤传感技术已经应用于地面地震数据、海洋地震数据、井中地震数据和井-地联合地震数据的采集,推动了光纤传感技术在地球物理特别是地震数据采集领域的应用。对国内外应用于陆地、海洋和井中的光纤地震数据采集系统进行了简要介绍,重点关注了分布式光纤声波传感(DAS)技术在井中地震数据和井-地联合地震数据的采集、处理和综合解释中的应用。光纤传感技术是一项革命性的新技术,光纤因体积小、不带电、分布式、高密度、多参量、耐高温、高压、全段接收和低成本等特征,必将带来井下、海洋和陆地地球物理技术的一场革命。井中分布式光纤声波传感技术已广泛应用于井中VSP数据采集、水力压裂微地震监测和精准工程监测,可实现油气井全生命周期监测、管理和使用。分布式光纤传感技术在油气资源勘探开发领域的规模化推广应用,已经从井中延伸到陆地和海洋;从井下单分量测量拓展到井下和陆地三分量测量(螺旋形绕制的铠装光缆);从单井单参数测量发展到了多井多参数同步测量,调制解调仪器也从单通道单参数发展到了多通道多参数复合调制解调系统。光纤传感技术应用已经由地震勘探领域延伸至油气藏开发领域,围绕光纤应用的地球物理技术对地下结构的静态刻画和动...     

基于多弹簧—空间梁有限元模型的海上热采管柱力学分析

海上稠油多元热流体热采过程中,高温、高压环境给作业管柱的安全带来很大威胁,而目前并没有针对多元热流体热采作业管柱的受力分析方法来分析井下管柱受力情况,以进行强度校核和工具设计。本文采用多弹簧—空间梁有限元方法建立了海上热采管柱受力分析模型,解决了作业过程中管柱—井筒非线性接触问题,形成了海上热采管柱力学分析有限元方法,并通过计算软件实例分析了海上某热采井作业过程中管柱结构力学参数,获得了随井深变化的管柱径向位移、摩擦力、轴力及安全系数,为后期热采管柱设计和校核提供方法。     

海上热采井筒隔热工艺管柱研制与应用

海上稠油热采井埋藏深,而且多为水平井。在注汽过程中,采用隔热油管+环空注氮气的井筒隔热工艺,向地层中注入大量氮气,使作业成本增加、气窜风险加大;隔热油管接箍不具有隔热功能、注汽管柱存在"贴壁"现象,导致热损失增加。研制了海上热采井筒隔热工艺管柱及配套工具。工艺管柱主要由热敏封隔器、隔热型伸缩管、隔热型油管扶正器及隔热型接箍组成。该工艺管柱能够节省作业成本、提高注汽管柱的隔热效果、减少井筒热损失、保护套管和水泥环,提高海上稠油热采的安全性、经济性以及有效性。     

光纤传感推动油藏地球物理技术智能创新发展

针对油气藏评价、油气田开发与油气藏生产阶段提出的如何发现残余油和剩余油,如何提高采收率等问题,应用大规模布设的分布式传感光纤,采集井中地震数据,实时收集油气藏储层参数与油气井动态生产数据,进行智能化处理,实现油气藏智能描述、模拟和监测,来优化调整油气藏的开发方案和发现剩余油气资源,最终达到提高油气藏采收率的终极目标。基于分布式光纤传感的油藏地球物理技术,将能够直接感知油气藏储层和油气生产井下声波、温度、压力、应变、流体类型等参数的铠装传感光缆布设到沿井孔或油气藏储层内水平井中,实现对整个油气藏的智能描述和监测。近几年中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司主导创新发展了基于分布式光纤声波传感技术的uDAS?地震仪及其配套的井中地震数据采集装备,大力推动光纤井中地震技术、光纤井中—地面联合立体勘探技术、水力压裂光纤微地震及精准储层改造工程监测技术、光纤井下长期动态监测技术在国内大部分油田的规模化推广应用,促进并引领了油藏地球物理光纤智能技术的跨越式创新发展。     

海上稠油多元热流体吞吐工艺研究及现场试验

为突破海上稠油热采技术瓶颈,开展了多元热流体吞吐工艺研究,改造了多元热流体设备和热采井井口设备、改进了井筒隔热工艺、优化了多元热流体注采参数.该工艺已在渤海南堡35-2油田成功进行了现场试验,增产效果显著,从而为稠油热采技术在我国海上的规模化应用奠定了基础.     

含硫化氢储气库注采井环空带压分析与对策

储气库注采井"大吞大吐"式高速双向注采运行模式和储气库应急调峰保供的客观属性,使得近年来储气库注采井环空带压井比例较高,对储气库高效运行和注采井井筒完整性带来了巨大风险挑战.通过对华北地区X含硫化氢储气库H2-4井环空带压分析,在深入剖析环空流体组分来源和原井筒固井质量分析基础上,运用分布式光纤监测漏点识别技术和声速法...