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。     

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...     

光纤分布式声波传感技术在石油行业的研究进展

基于相位敏感光时域反射的光纤分布式声波传感技术(DAS)具有长距离、高灵敏、高空间分辨率、低成本、无源、抗电磁干扰等显著优势,非常契合石油行业中的地震勘探和管道监测等需求。从石油行业的应用需求出发,介绍了光纤DAS技术的基本原理和解调技术,并阐述了近年来该研究领域在信噪比增强、探测距离扩展和采样率提升等方面所取得的最新研究成果。此外,重点总结了国内外在光纤DAS技术商用化方面的研究进展,分析比较了不同企业和机构研发的DAS产品的特点、性能和应用潜力。同时,重点针对光纤DAS技术在VSP测井、微地震探测和管道泛感知监测等领域的应用案列进行了阐述,展现出极强的市场竞争力。光纤DAS技术在未来石油行业中的应用研究方面,应加强数据超保真和多分量检波DAS的进一步研究。     

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...     

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。     

检测水泥环密封性的光纤传感技术试验研究

水泥环密封失效将导致地下流体窜槽和井口环空带压,影响油气井产能和生产作业安全,光纤传感系统能够通过检测水泥环中不必要的油气确认水泥环密封性是否失效。为了推动检测水泥环密封性的光纤传感技术的发展,介绍了DTSS数据采集装置的工作原理,设计了光纤校准试验装置,测试了电缆淹没在不同测试液中的应变值,分析了电缆对各种液体的敏感性。分析结果表明:光纤传感技术采用分布式温度和应变传感(DTSS)数据采集装置,以及最新设计的能够检测水泥环中油气的光纤传感电缆实现了水泥环密封性的实时、原位、连续和非破坏性监测,节约了成本,降低了风险。所得结果为光纤传感系统的进一步研究和现场应用奠定了基础。     

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。     

分布式光纤传感技术在海底管道健康监测中的应用

分布式光纤传感技术由于能够获得被测量信息沿空间和时间上的连续分布,非常适用于线形海底管道的健康监测.介绍分布式光纤传感技术及该技术在海底管道健康监测中的应用情况和面临的问题,对该技术在海底管道健康监测中应用前景进行了展望.     

分布式光纤传感技术在海底管道健康监测中的应用

分布式光纤传感技术由于能够获得被测量信息沿空间和时间上的连续分布 ,非常适用于线形海底管道的健康监测。介绍分布式光纤传感技术及该技术在海底管道健康监测中的应用情况和面临的问题 ,对该技术在海底管道健康监测中应用前景进行了展望     

分布式光纤泄漏检测与安全预警系统在天然气管道中的应用

及时发现高含硫天然气管道泄漏并迅速定位，可降低运行时潜在的威胁。分析目前常用天然气管道泄漏检测方法的优缺点，对比光纤泄漏检测方法，提出了基于分布式光纤声波传感检测技术(DAS)的泄漏检测与安全预警系统。介绍了该系统的结构组成、模式识别、现场测试等。经过现场应用表明：该系统反应灵敏可迅速采集信号进行报警，实现了高含硫天然气管道全面、实时的安全防护，提高了泄漏处置效率。     

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。     

基于弱光栅阵列相位载波解调的分布式井中地震勘探技术研究

分布式光纤声波传感被认为是现有油气资源勘探中最有应用前景的技术,但传统光纤分布式地震勘探利用的光纤本征瑞利散射存在强度随机涨落、偏振衰落等问题,导致解调声场不稳定,系统噪声较高。利用在光纤中插入大量反射率不足1/1 000的全同弱光栅阵列替代瑞利散射,使后向光稳定性显著增强,并采用相位载波解调实现了光纤分布式声波传感(distributed fiber acoustic sensor, DAS)系统噪声的压制。实验室测试结果表明,基于全同弱光栅阵列相位载波解调的DAS系统频响范围可达0.1～320.0 Hz,本底噪声平均约为■,满足了地震检波的需求。现场井中VSP地震资料采集实验表明,全同弱光栅阵列采集到的地震数据信噪比约为传统单模光纤分布式采集数据信噪比的2.5～3.0倍,VSP资料质量有显著提升,为下一代新型光纤分布式地震勘探技术提供了一种有效解决方案。     

天然气水合物开发技术研究进展

天然气水合物资源的开发利用离不开高效开发技术的支撑,这些技术包括可促进天然气水合物原地分解的技术与适用的天然气水合物钻完井技术.对天然气水合物开发技术进行了调研,当前天然气水合物开发所采用的方法主要包括加热法、降压法与二氧化碳置换法,开采井主要采用单一直井.分布式光纤测温系统、井下温压计、井筒防砂装置及井下气液分离装置...     

川南地区深层页岩气地球物理勘探技术新进展与攻关方向

四川盆地川南地区龙马溪组深层页岩气资源丰富,但地质、工程条件复杂,如何发挥地球物理技术在页岩气高效勘探开发中的作用显得尤为重要。为了解决复杂山地地震资料采集效率及其品质、分辨率不高,“甜点”和微断裂难以准确预测,以及压裂改造精准监测难等问题,系统总结了适用于该区的深层页岩气地球物理勘探技术最新进展,同时提出了下一步的攻关方向。研究结果表明：(1)节点仪与智能化地震队可以有效提升地震资料采集效率,动态井深泥岩追踪和井炮可控震源联合激发可以提高原始单炮和地震资料品质;(2)井驱高分辨处理和真地表TTI各向异性叠前深度偏移提高了地震资料成像精度;(3)地质统计学反演、GeoEast智能裂缝预测、地震地应力预测等技术分别提高了薄储层、裂缝和地应力等的预测精度;(4)爬行器带动检波器实现了全水平段的微地震监测,激发电磁法压裂监测技术为压裂监测及效果评估提供了新的技术手段,而基于DAS光纤传感技术可以实现对储层改造更为精准的监测;(5)深层页岩气地球物理勘探技术已经取得了阶段性进展,但是针对四川盆地川南地区深层页岩气储层,还需要在DAS联合立体勘探、高保真偏移成像、基于DAS的全生命周期一体化服务...     

光纤井中地震技术在中国西部地区的应用

随着分布式光纤传感仪器的不断革新和光纤数据处理方法的持续进步,人们已经在国内外多个探区开展了光纤井中地震技术的应用试验,解决诸如复杂地质构造分析、井控处理参数提取、储层岩性预测等地球物理问题。在中国西部地区,受储层埋深较大、井下温度压力较高等因素影响,常规井中检波器数据采集受到很大制约,光纤井中地震技术在该地区具有一定的优势。介绍了光纤井中地震技术在中国西部地区的系列试验,并分析讨论了在不同地区的应用效果,第一,在复杂构造地区,设计了光纤与常规检波器联合观测系统,采集得到了理想的井中地震数据,通过光缆噪声压制、一致性校正等处理工作,得到了用于刻画复杂构造特征的井中地震成像剖面;第二,在薄层油气勘探区,设计了光纤井地联合采集观测系统,提取井控处理参数辅助地面地震处理,得到了用于岩性描述和薄层识别的高精度井控地震成果;第三,在复杂表层结构区,提出了光纤深井微测井观测方法,并探索了轻型震源与光纤组合的改进技术,为砾岩、黄土塬等复杂表层结构分析提供支持;第四,在碳酸盐岩储层勘探地区,进行了光纤井中地震地质导向试验,证明了光纤井中地震技术具有时效性好、安全系数高、适用性强等特点。结合光纤井中地震...