利用光纖技術(shù)測(cè)量井下溫度
通過(guò)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(guò)分布式溫度傳感技術(shù)，現(xiàn)在油井已經(jīng)實(shí)現(xiàn)這種功能， 光纖技術(shù)正成為生產(chǎn)監(jiān)測(cè)與診斷的前沿技術(shù)。
溫度是許多井下作業(yè)的一個(gè)重要因素， 因此，長(zhǎng)期以來(lái)， 作業(yè)者一直采用熱學(xué)測(cè)量法監(jiān)測(cè)生產(chǎn)井動(dòng)態(tài)。 事實(shí)上， 自20世紀(jì)30年代以來(lái)， 工程人員便利用井筒溫度數(shù)據(jù)來(lái)推算流量貢獻(xiàn)、評(píng)價(jià)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(shí)別層間竄流等。 多年來(lái)， 隨著其他一系列先進(jìn)測(cè)井儀器的問(wèn)世， 這些更為新穎的測(cè)量方法使得這一基本的測(cè)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(duì)溫度測(cè)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(lái)， 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(lái)， 光纖領(lǐng)域的研究人員開(kāi)發(fā)出一種沿光纖測(cè)量溫度的方法，它不需要運(yùn)動(dòng)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(cè)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(cè)量井筒溫度， 作業(yè)者可在一定的時(shí)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(cè)量溫度變化的時(shí)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(shí)， 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(cè)量結(jié)果來(lái)確定油井的地?zé)崽荻?。盡管溫度梯度可用于以下測(cè)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(huì)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(shí)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(shí)間的變化情況， 以探測(cè)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(dòng)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(shí)所產(chǎn)生的壓降直接相關(guān)。 此類(lèi)溫度變化會(huì)發(fā)生在流體流入井筒時(shí)，且通常會(huì)發(fā)生較大的壓降； 該變化也會(huì)發(fā)生在流體向上流出井筒時(shí)，而此時(shí)的壓力通常會(huì)緩慢地下降， 如下圖所示。
壓力的下降會(huì)導(dǎo)致液體或氣體的體積發(fā)生變化， 溫度也會(huì)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(shí)，溫度會(huì)升高，而當(dāng)氣體進(jìn)入井筒時(shí)， 溫度就會(huì)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(lái)模擬地?zé)崽荻群徒苟?湯姆孫效應(yīng)。
自噴氣井實(shí)例可以通過(guò)分析DTS測(cè)量結(jié)果推斷出以上信息（上圖）。在25銷(xiāo)售內(nèi)采集的3次測(cè)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(shuō)明這些層段是非生產(chǎn)層段。
在南中國(guó)海馬來(lái)西亞半島的某海上油井中，分布式溫度傳感技術(shù)被用來(lái)診斷產(chǎn)量下降的原因。 當(dāng)Talisman馬來(lái)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(wèn)題時(shí)， 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(guò)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(shí)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(guò)程中，當(dāng)拆卸處理設(shè)備時(shí)， 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(gè)需要關(guān)注的問(wèn)題。
Talisman公司委托斯倫貝謝實(shí)現(xiàn)一次洗井計(jì)劃。 通過(guò)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(cè)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(guò)CT內(nèi)下入光纖測(cè)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(gè)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(huì)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(lái)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(shí)井下溫度傳感系統(tǒng)。作為組件安裝在完井系統(tǒng)中時(shí)，DTS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可提供有價(jià)值的實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)，作業(yè)者可跟進(jìn)這些數(shù)據(jù)對(duì)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(jià)值。 然而，通過(guò)一定事件內(nèi)，進(jìn)行一系列溫度測(cè)量， 地學(xué)家可繪制出三維圖，在時(shí)間和空間上監(jiān)測(cè)熱事件的進(jìn)展。同時(shí)還可利用一些程序載入做溫度軌跡，評(píng)估油井動(dòng)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(shí)間的油井動(dòng)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?yàn)槌碛途写嬖谥瑲鋵佣?，大多?shù)光纖暴露其中會(huì)受到侵蝕。典型的高溫SAGD井會(huì)加快此種侵蝕的速度，而造成的損害終會(huì)阻礙激光脈沖的傳播。WellWatcher WriteBlue光纖技術(shù)的開(kāi)發(fā)解決了這個(gè)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(píng)估SAGD蒸汽腔的動(dòng)態(tài)， 從而更好地了解蒸汽注入過(guò)程。 這一技術(shù)能延長(zhǎng)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(cè)產(chǎn)品系列介紹：
1.0-1000米單點(diǎn)溫度檢測(cè)（普通表和存儲(chǔ)表）
2.0-1000米淺層地溫能監(jiān)測(cè)（采集器采用低功耗、攜帶方便；物聯(lián)網(wǎng)GPRS無(wú)線(xiàn)傳輸至WEB端網(wǎng)絡(luò)；單總線(xiàn)結(jié)構(gòu)，可擴(kuò)展128個(gè)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(cè)（普通顯示，只能顯示溫度，沒(méi)有存儲(chǔ)分析軟件功能）
4.0-10000米分布式多點(diǎn)深層地溫監(jiān)測(cè)（采用分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)）
5.0-1200米GPRS型液位／溫度一體式自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（同時(shí)監(jiān)測(cè)溫度和液位兩個(gè)參數(shù)，MAX耐溫125攝氏度）
6.0-7000米全景型耐高溫測(cè)溫成像一體井下電視（同時(shí)監(jiān)測(cè)溫度和視頻圖片等）
分布式光纖溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)細(xì)分兩大類(lèi)：1.井筒測(cè)試 2.井壁測(cè)試
有此類(lèi)深井地溫項(xiàng)目，歡迎新老客戶(hù)朋友垂詢(xún)！
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更新時(shí)間：2019-06-01 
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