《中國(guó)石油大學(xué)《石油工程》自考畢業(yè)論文》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《中國(guó)石油大學(xué)《石油工程》自考畢業(yè)論文（21頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題目： 稠油油田開(kāi)發(fā)中熱采水平井光纖欄檢測(cè)技術(shù) 姓 名： 李艾 學(xué)號(hào)： 014311231210 院（系）： 中國(guó)石油大學(xué) 專業(yè)： 石油工程 指導(dǎo)教師： 胡建偉 職稱： 教授 2016 年 4 月 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）原創(chuàng)性聲明 本人以信譽(yù)聲明：所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果，論文中引用他人的文

2、獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖件、資料均已明確標(biāo)注出，論文中的結(jié)論和結(jié)果為本人獨(dú)立完成，不包含他人成果及為獲得中國(guó)地質(zhì)大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。 畢業(yè)論文作者（簽字）：李艾 簽字日期： 2016 年 4 月 8 日 摘 要 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，油氣開(kāi)采是石油行業(yè)的重大課題。隨著對(duì)石油能源需求的增加，復(fù)雜的油田地質(zhì)情況對(duì)油氣開(kāi)采的影響，成為了石油行業(yè)一直在研究的問(wèn)題。由

3、于我國(guó)油藏地質(zhì)情況復(fù)雜，其有效開(kāi)采技術(shù)也存在差異。本文論述了針對(duì)在稠油熱采水平井光纖欄檢測(cè)技術(shù)，介紹和分析了對(duì)油田開(kāi)發(fā)效果的影響。較為經(jīng)濟(jì)合理的開(kāi)采和科學(xué)合理的利用開(kāi)發(fā)好稠油油氣層是一個(gè)石油工業(yè)的熱點(diǎn)。 水平井開(kāi)發(fā)中，產(chǎn)液或注水時(shí)得到的數(shù)據(jù)對(duì)可靠性和準(zhǔn)確性是至關(guān)重要的。對(duì)于了解水平井的溫度場(chǎng)分布，確定水平段注氣情況，延長(zhǎng)水平井的生產(chǎn)周期十分有效。 關(guān)鍵詞： 稠油特性；熱采;光纖欄檢測(cè)技術(shù) Abstract With the high-speed development of econo

4、mic in our country, the exploitation of oil and gas become the major task in petroleum industry. With the increase of demand for oil energy, complex geological conditions influence of the exploitation of oil and gas,it become of the oil industrys study problem. Because of the complex geological cond

5、itions in our country, the effective mining technology also exists difference. This article is aim to discusses in heavy oil thermal recovery horizontal well fiber bar detection technology, introduces and analyzes the effect of oil-field development. The more reasonable economic exploitation and sci

6、entific to use of and good development of heavy oil reservoir is a hot spot in petroleum industry. In the development of horizontal well, the reliability and accuracy of data which is obtain in production fluid or water injection is the most important. It is effective for someone to know the di

7、stribution temperature field in horizontal wells, determine the horizontal section of horizontal well gas injection, to extend the production cycle . Key words: Characteristics of heavy oil Thermal production Optical fiber bar testing technology 目 錄 序言...................

8、....................................1 第1章 稠油特性.............................................2 第2章 稠油的分布和開(kāi)發(fā)技術(shù)趨勢(shì).............................2 第3章 熱采水平井光纖欄檢測(cè)技術(shù).............................4 3.1光纖傳感測(cè)試系統(tǒng)...................................4 3.2 光纖傳感器在測(cè)井上的研究進(jìn)展.......................6

9、 3.2.1 壓力監(jiān)測(cè)........................................6 3.2.2 溫度............................................7 3.2.3 多相流..........................................8 3.2.4 聲波............................................10 3.2.5 激光光纖核傳感器................................11

10、 3.3 光纖欄檢測(cè)技術(shù)....................................11 3.3.1 井下永久傳感器技術(shù)的開(kāi)拓與現(xiàn)狀..................11 3.3.2 光纖欄檢測(cè)技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況....................12 3.3.2.1 室內(nèi)測(cè)試......................................12 3.3.2.2 應(yīng)用效果......................................13 第4章 結(jié)束語(yǔ)..............

11、.................................14 參考文獻(xiàn) 致 謝 序 言 （正文部分） 針對(duì)于稠油熱采開(kāi)發(fā)技術(shù)，現(xiàn)在稠油熱采越來(lái)越傾向于水平井和復(fù)合井技術(shù)的應(yīng)用。 我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)石油需求量的增長(zhǎng)速度比以往任何時(shí)候都大；各主力油田均已進(jìn)入高含水或特高含水開(kāi)采期，開(kāi)采難度增大，產(chǎn)量遞減幅度加大，而且后備儲(chǔ)量嚴(yán)重不足，石油的供求矛盾日益突出。 稠油油藏儲(chǔ)集層多以粗碎屑巖為主，巖性疏松，泥質(zhì)含量偏高。與國(guó)外幾個(gè)重質(zhì)油田相比，原油中膠質(zhì)含量高，含硫量低，重金屬釩含量低。 大

12、量的剩余油有待于進(jìn)一步開(kāi)采，同時(shí)對(duì)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)也提出了新的需求,各大油田公司能夠充分利用這些有利的信息，實(shí)現(xiàn)和維持油田的最優(yōu)化生產(chǎn)，從而使油藏達(dá)到最高的采收率。 水平井開(kāi)發(fā)中，產(chǎn)液或注水時(shí)得到的數(shù)據(jù)對(duì)可靠性和準(zhǔn)確性是至關(guān)重要的。在稠油熱采水平井光纖欄檢測(cè)技術(shù)發(fā)揮的作用。對(duì)于了解水平井的溫度場(chǎng)分布，確定水平段注氣情況，延長(zhǎng)水平井的生產(chǎn)周期十分有效。 水平井開(kāi)發(fā)中，產(chǎn)液或注水時(shí)得到的數(shù)據(jù)對(duì)可靠性和準(zhǔn)確性是至關(guān)重要的。在水平井和國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)光纖傳感技術(shù)的應(yīng)用研究已取得豐碩成果，不少光纖傳感系統(tǒng)已實(shí)用化，成為替代傳統(tǒng)傳感器的商品。

13、 第1章 稠油及其特點(diǎn) 稠油是指在油層中的黏度高，流動(dòng)阻力大。通常把地面密度大于0.943、地下粘度大于50厘泊的原油叫稠油。稠油還可分為普通稠油（Conventinal Heavy Oil）、特稠油（Extra Heavy Oil）和超特稠油（Supar Heavy Oil）。 我國(guó)稠油特點(diǎn)： 1.油藏埋藏較深 2. 輕質(zhì)餾分少，大多在5%左右，膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量很高。 3. 稠油黏度隨密度增加而增加，但是并不是呈線性關(guān)系。 4. 含硫量低。 5. 石蠟含量較低。 6. 對(duì)溫度的敏感性很大。 我國(guó)第一個(gè)年產(chǎn)上百

14、萬(wàn)噸的稠油油田是遼寧省高升油田. 稠油油藏在其形成過(guò)程中，由于生物降解及其破壞作用，天然氣及輕質(zhì)組分的散失，使其原油中輕質(zhì)餾分含量低，含氣量低，200℃餾分一般小于10%，原油氣油比一般小于10m3/t，有的則小于5 m3/t，油藏飽和壓力低，天然能量小。 稠油的粘度對(duì)溫度極為敏感，隨溫度升高，原油粘度急劇下降，粘度與溫度關(guān)系曲線在ASTM坐標(biāo)紙上呈直線變化，溫度每升高十?dāng)z氏度左右，粘度往往降低一倍。此外，稠油中也可以溶解有天然氣，這也可以使其粘度大 大降低。 稠油與輕質(zhì)油在組分上的差別在于稠油中膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量高、油質(zhì)含量小。稠油中膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量一般大于30%～50%，烷烴、芳烴含

15、量則小于60%～50%。在化學(xué)組分中的重大差別之一在于稠油含氫量低、碳?xì)浔却?。含氫量一般小?2%，碳?xì)浔纫话愦笥?.0。 第 2章 稠油的分布和開(kāi)發(fā)技術(shù)趨勢(shì) 我國(guó)陸上稠油油藏多數(shù)為新生代陸相沉積，油層非均勻性嚴(yán)重，地層構(gòu)造的斷層多，而且油藏類型多，埋藏深，埋藏深度大于800m的其儲(chǔ)量占已探明儲(chǔ)量的80%以上，其中一半油藏埋藏深度在1300~1700m。 稠油油藏儲(chǔ)集層多以粗碎屑巖為主，巖性疏松，泥質(zhì)含量偏高。儲(chǔ)層非均質(zhì)較嚴(yán)重，縱向?qū)娱g滲透率級(jí)差往往大于20~30倍。大部分稠油油藏具有邊底水，多層狀稠油油藏，含油井段長(zhǎng)達(dá)150~300m，可分為數(shù)個(gè)油層組，發(fā)育20

16、~30個(gè)小層，具有多套油水系統(tǒng)，油水關(guān)系較復(fù)雜。稠油組分中膠質(zhì)含量一般高于30%~40%。與國(guó)外幾個(gè)重質(zhì)油田相比，原油中膠質(zhì)含量高，含硫量低，重金屬釩含量低。 稠油熱采開(kāi)發(fā)技術(shù)趨勢(shì)：現(xiàn)在稠油熱采越來(lái)越傾向于水平井和復(fù)合井技術(shù)的應(yīng)用。 接下來(lái)就關(guān)于水平井開(kāi)發(fā)中，產(chǎn)液或注水時(shí)得到的數(shù)據(jù)對(duì)可靠性和準(zhǔn)確性是至關(guān)重要的。我們就針對(duì)在稠油熱采水平井光纖欄檢測(cè)技術(shù)發(fā)揮的作用做一下分析介紹。 第3章 熱采水平井光纖欄檢測(cè)技術(shù) 3.1 光纖傳感測(cè)試系統(tǒng) 光纖傳感技術(shù)是20世紀(jì)70年代伴隨光纖通信技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來(lái)的新型傳感技術(shù)，國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)光纖傳感技術(shù)的應(yīng)用研究已取得豐

17、碩成果，不少光纖傳感系統(tǒng)已實(shí)用化，成為替代傳統(tǒng)傳感器的商品。 在油田的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，人們需要知道在產(chǎn)液或注水過(guò)程中有關(guān)井內(nèi)流體的持性與狀態(tài)的詳細(xì)資料。 這就要用到石油測(cè)井，其可靠性和準(zhǔn)確性是至關(guān)重要的，而傳統(tǒng)的電子基傳感器無(wú)法在井下惡劣的環(huán)境諸如高溫、高壓、腐蝕、地磁地電干擾下工作。光纖傳感器可以克服這些困難，其對(duì)電磁干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(qiáng)烈的沖擊與振動(dòng)，可以高精度地測(cè)量井筒和井場(chǎng)環(huán)境參數(shù)，同時(shí)，光纖傳感器具有分布式測(cè)量能力，可以測(cè)量被測(cè)量的空間分布，給出剖面信息。而且，光纖傳感器橫截面積小，外形短，在井筒中占據(jù)空間極小[2~11]。 光纖傳感

18、測(cè)試系統(tǒng)具有良好的溫度性能，在不影響原始溫度場(chǎng)、壓力場(chǎng) 分布及油田正常生產(chǎn)的情況下，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)多點(diǎn)溫度、壓力或連續(xù)的 溫度分布快速測(cè)量。尤其是光纖永久測(cè)量技術(shù)以其獨(dú)特的安裝方式，可以對(duì)水平井進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，解決以往水平井測(cè)量難的問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)直井、大斜度井、水平井的實(shí)時(shí)測(cè)試。光纖傳感技術(shù)是以光為載體、光纖為媒質(zhì)、感知和傳輸外界信號(hào)的新型傳感技術(shù)。 光纖光柵傳感解調(diào)系統(tǒng)，如圖(1.4-1)所示， 該系統(tǒng)能夠及時(shí)得到注采的注水壓力和溫度，從而判斷壓力是否超標(biāo)，從而預(yù)防由于壓力超標(biāo)導(dǎo)致的套管損壞，這是一個(gè)全新的領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)

19、外關(guān)于此方面尚未有報(bào)道和介紹。 到目前為止，全世界各大石油生產(chǎn)和服務(wù)公司都投入了巨資來(lái)研究和開(kāi)發(fā)光纖傳感器在儲(chǔ)層評(píng)價(jià)中的應(yīng)用，還有相當(dāng)多的光纖傳感器研發(fā)機(jī)構(gòu)也致力于這一新興領(lǐng)域的工作?？梢栽O(shè)想，下一代光纖傳感器在克服自身的缺點(diǎn)和劣勢(shì)以后，將大面積推廣，能更有效地幫助實(shí)時(shí)了解油氣開(kāi)采動(dòng)態(tài)的水平。各大油田公司能夠充分利用這些有利的信息，實(shí)現(xiàn)和維持油田的最優(yōu)化生產(chǎn)，從而使油藏達(dá)到最高的采收率。同時(shí)，由于因特網(wǎng)的飛速發(fā)展，光纖監(jiān)測(cè)的井況參數(shù)可以及時(shí)傳遞，這使得石油行業(yè)相關(guān)的生產(chǎn)和服務(wù)公司能夠更有效地分析和評(píng)價(jià)全世界的資產(chǎn)。 光纖傳感器正是由于這些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，使得光纖傳感器已成為目

20、前最具發(fā)展前途、最具有代表性的光纖無(wú)源器件之一，其應(yīng)用領(lǐng)域也日漸擴(kuò)展。 3.2 光纖傳感器在測(cè)井上的研究進(jìn)展 3.2.1 壓力監(jiān)測(cè) 由于開(kāi)發(fā)方案的需要，對(duì)油藏壓力的管理需要特別謹(jǐn)慎，這樣做的目的是減少因在低于泡點(diǎn)壓力的狀態(tài)下開(kāi)采所造成的原油損失，減少在注氣過(guò)程中因油藏超壓將原油擠入含水層所造成的原油損失。傳統(tǒng)的井下壓力監(jiān)測(cè)采用的傳感器主要有應(yīng)變壓力計(jì)和石英晶體壓力計(jì)，應(yīng)變式壓力計(jì)受溫度影響和滯后影響，而石英壓力計(jì)會(huì)受到溫度和壓力急劇變化的影響。在壓力監(jiān)測(cè)時(shí)，這些傳感器還涉及安裝困難、長(zhǎng)期穩(wěn)定性差等問(wèn)題。井下光纖傳感器沒(méi)有井下電子線路、易于安裝、體積小、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，

21、而這些正是井下監(jiān)測(cè)所必需的。 　　美國(guó)CiDRA公司的在光纖壓力監(jiān)測(cè)研究方面處于前沿，他們的科研人員發(fā)現(xiàn)了布喇格光纖光柵傳感器對(duì)壓力的線性響應(yīng)。已開(kāi)發(fā)的傳感器能夠工作到175oC，200oC和稍高溫度的產(chǎn)品正在開(kāi)發(fā)，250oC是研發(fā)的下一個(gè)目標(biāo)。不同溫度和壓力下的壓力測(cè)量誤差，在測(cè)試范圍(0MPa~34.5MPa)內(nèi)，均小于6.89kPa，相當(dāng)于電子測(cè)量系統(tǒng)的最好的水平。目前，CIDRA公司的光纖壓力傳感器的指標(biāo)為：測(cè)程0~103MPa，過(guò)壓極限129MPa，準(zhǔn)確度41.3kPa，分辨率2.06kPa，長(zhǎng)期穩(wěn)定性34.5kPa/yr(連續(xù)保持150oC)，工作溫度范圍25oC~175oC。1

22、999年該公司在加利福尼亞的Baker油田進(jìn)行了壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的試驗(yàn)，結(jié)果表明該系統(tǒng)具有非常高的精度，目前已經(jīng)交付商業(yè)銷售。2001年該公司的壓力傳感器在英國(guó)BP公司的幾口井下安裝，監(jiān)測(cè)應(yīng)力變化，結(jié)果表明其具有足夠的可靠性。 美國(guó)斯倫貝謝油田服務(wù)公司Doll研究中心的TsutomuYamate等人對(duì)用布喇格光纖光柵傳感器實(shí)行井下監(jiān)測(cè)進(jìn)行了長(zhǎng)期的研究，他們研制成一種對(duì)溫度不敏感的側(cè)孔布喇格光纖光柵傳感器，最高工作溫度為300oC，最高測(cè)量壓力82MPa，在最高測(cè)量壓力下，對(duì)溫度的靈敏度極小，可以適用于井下的壓力監(jiān)測(cè)。 3.2.2 溫度監(jiān)測(cè) 分布式光纖溫度傳感器具有通過(guò)沿整個(gè)完井

23、長(zhǎng)度連續(xù)性采集溫度資料來(lái)提供一條監(jiān)測(cè)生產(chǎn)和油層的新途徑的潛力。因?yàn)榫臏囟绕拭娴淖兓梢耘c其它地面采集的資料(流量、含水、井口壓力等)以及裸眼測(cè)井曲線對(duì)比，從而為操作者提供有關(guān)出現(xiàn)在井下的變化的定性和定量信息。傳統(tǒng)的測(cè)溫工具只能在任何給定時(shí)間內(nèi)測(cè)量某個(gè)點(diǎn)的溫度，要測(cè)試全范圍的溫度，點(diǎn)式傳感器只能在井中來(lái)回移動(dòng)才能實(shí)現(xiàn)，不可避免地對(duì)井內(nèi)環(huán)境平衡造成影響。光纖分布式溫度傳感器的優(yōu)勢(shì)在于光纖無(wú)須在檢測(cè)區(qū)域內(nèi)來(lái)回移動(dòng)，能保證井內(nèi)的溫度平衡狀態(tài)不受影響。而且由于光纖被置于毛細(xì)鋼管內(nèi)，因此凡毛細(xì)鋼管能通達(dá)的地方都可進(jìn)行光纖分布式溫度傳感器測(cè)試。 　　最廣泛地應(yīng)用于井下監(jiān)測(cè)應(yīng)用的光纖傳感器之一就是喇曼反向

24、散射分布式溫度探測(cè)器，這種方法已經(jīng)在測(cè)量井筒溫度剖面(特別是在蒸汽驅(qū)井)中，得到了廣泛的應(yīng)用。分布式溫度傳感器要綜合考慮測(cè)量的點(diǎn)數(shù)和連接器衰減，遇到的問(wèn)題和解決方法為： 　　a.光纖以及連接器對(duì)信號(hào)的衰減問(wèn)題，解決的方法為盡量減少連接器的數(shù)目、采用布喇格光纖光柵傳感器以及改進(jìn)連接器的性能； 　　b.井下安裝時(shí)容易損壞，解決的方法為配備熟練工人、光纖傳感器需要外部保護(hù)層、減小應(yīng)力(包括射孔和溫度引起的應(yīng)力)。對(duì)于光纖分布式溫度傳感器系統(tǒng)，英國(guó)Sensa公司一直處于技術(shù)領(lǐng)先地位，有一系列產(chǎn)品問(wèn)世，而且與各大石油公司合作，積極探索光纖分布式溫度傳感器在石油井下的應(yīng)用。CiDRA公司也一直在研究光

25、纖溫度傳感器，目前該公司的溫度傳感器技術(shù)指標(biāo)為：測(cè)量范圍0℃~175℃，準(zhǔn)確度1℃，分辨率0.1℃，長(zhǎng)期穩(wěn)定性1℃/yr(150℃下連續(xù)使用)。 　　目前的光纖溫度、壓力傳感器的最主要的缺點(diǎn)之一就是溫度壓力交叉敏感特性，如何消除或者利用這種交叉敏感特性是研究的熱點(diǎn) 3.2.3 多相流監(jiān)測(cè) 　 為了做好油藏監(jiān)控和油田管理，最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是獲得生產(chǎn)井和注水井穩(wěn)定可信的總流量剖面和各相流體的持率。然而，大多數(shù)油井分層開(kāi)采，每層含水量不同，而且有時(shí)流速較大，給利用常規(guī)生產(chǎn)測(cè)井設(shè)備測(cè)量和分析油井的生產(chǎn)狀況帶來(lái)了巨大的困難。液體在油管中的摩阻和從油藏中向井筒內(nèi)的噴射使得壓差密度儀器無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量，

26、電子探頭更是無(wú)法探測(cè)到液體中的小油氣泡。 　　光纖測(cè)量多相流有兩種方法，第一種是美國(guó)斯倫貝謝公司的持氣率光纖傳感儀，該儀器能直接測(cè)量多相流中持氣率。其四個(gè)光纖探頭均勻地分布在井筒的橫剖面中，其空間取向方位可用一個(gè)集成化的相對(duì)方位傳感器準(zhǔn)確測(cè)量，在氣液混合物中，通過(guò)探頭反射的光信號(hào)來(lái)確定持氣率和泡沫數(shù)量(這二者與氣體流量相關(guān)聯(lián))。此外，利用每個(gè)探頭的測(cè)量值來(lái)建立一種井中氣體流動(dòng)的圖像，這些圖像資料特別適用于斜井和水平井，可以更好地了解多相流流型以及解釋在傾斜條件下這些流型固有的相分離。最近，這種儀器已在世界各地成功地進(jìn)行了測(cè)井實(shí)驗(yàn)。它提供的資料能直接測(cè)定和量化多相混合物中氣體和液體，能準(zhǔn)確診斷

27、井眼問(wèn)題，并有助于生產(chǎn)調(diào)整。儀器通過(guò)了三口井的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。 　　第二種是通過(guò)測(cè)量聲速來(lái)確定兩相混合流的相組分，因?yàn)榛旌狭黧w的聲速與各單相流體的聲速和密度具有相關(guān)性，而這個(gè)相關(guān)性普遍存在于兩相氣/液和液/液混合流體系統(tǒng)中，同時(shí)也適用于多相混合流系統(tǒng)。根據(jù)混合流體的聲速確定各相流體的體積分?jǐn)?shù)，就是測(cè)量流過(guò)流量計(jì)的各單相體積分?jǐn)?shù)(即持率測(cè)量)。某一流體相持率是否等于該相流動(dòng)體積分?jǐn)?shù)，取決于該相相對(duì)于其它相是否存在嚴(yán)重的滑脫現(xiàn)象。對(duì)于不存在嚴(yán)重滑脫的油水兩相混合流系統(tǒng)，可以用均勻流動(dòng)模型進(jìn)行分析；對(duì)于存在嚴(yán)重滑脫現(xiàn)象的流動(dòng)狀態(tài)，則必須應(yīng)用更完善的滑脫模型來(lái)解釋流量計(jì)測(cè)量的數(shù)據(jù)，才能準(zhǔn)確地確定各相的流量

28、。經(jīng)流動(dòng)循環(huán)實(shí)驗(yàn)表明：對(duì)于油水混合流體，流量計(jì)的長(zhǎng)波長(zhǎng)聲速測(cè)量可以確定各相體積分?jǐn)?shù)(即持率)，而不受流動(dòng)非均質(zhì)性(如層狀流動(dòng))的影響。 　　CiDRA公司挖掘了光纖傳感器內(nèi)在的優(yōu)勢(shì)，開(kāi)發(fā)了井下光相多相流傳感器。目前的樣品只局限在測(cè)量準(zhǔn)均勻流體：如油、水兩相或油、水、氣三相(氣相體積份數(shù)小于20%)。為了考察這種新型的光纖多相流傳感器在生產(chǎn)井中測(cè)量油/水/氣三相的性能，CiDRA最近在一口測(cè)試井進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。在測(cè)試井中混合了油、水和氣體，混合物包括粘度為32API的油、7%礦化度的水和礦廠天然氣(甲烷)，測(cè)試溫度100oF，壓力<2.75MPa。在0%~100%含水率范圍內(nèi)，儀器測(cè)量誤差小于5%

29、，精度滿足要求。該流量計(jì)能夠確定原油和鹽水混合物中的持水率，在持水率全量程中其誤差為5%以內(nèi)，滿足生產(chǎn)要求。而且除了能夠測(cè)量持水率之外，該儀器還測(cè)試了三相中氣體的體積含量，只是測(cè)試中油水的比例已知。結(jié)果表明，該儀器能夠求出以泡沫流流出型出現(xiàn)的液體中的氣體體積百分?jǐn)?shù)。 3.2.4 聲波監(jiān)測(cè) 與過(guò)去相比，勘探開(kāi)發(fā)公司如今面臨更大的風(fēng)險(xiǎn)和更復(fù)雜的鉆井環(huán)境，因此獲得準(zhǔn)確的地層構(gòu)造圖和油藏機(jī)理具有重要意義。目前使用的地震測(cè)量方法，如拖曳等浮電纜檢波器組、臨時(shí)海底布放地震檢波器和井下電纜布放地震檢波器等，能提供目的產(chǎn)油區(qū)域的測(cè)量，但這些方法具有相對(duì)高的作業(yè)費(fèi)用，不能下入井內(nèi)或受環(huán)境條件的

30、限制等，而且提供的圖像不全面、不連續(xù)，分辨率不是很高，因此難于實(shí)現(xiàn)連續(xù)實(shí)時(shí)油藏動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。 　　基于光纖的井下地震檢波器系統(tǒng)能夠解決這些問(wèn)題，它能提供整個(gè)油井壽命期間永久高分辨率四維油藏圖像，極大方便了油藏管理。這種井下地震加速度檢波器能接收地震波，并將其處理成地層和流體前緣圖像。 永久井下光纖3分量地震測(cè)量具有高的靈敏度和方向性，能產(chǎn)生高精度空間圖像，不僅能提供近井眼圖像，而且能提供井眼周圍地層圖像，在某些情況下測(cè)量范圍能達(dá)數(shù)千英尺。它在油井的整個(gè)壽命期間運(yùn)行，能經(jīng)受惡劣的環(huán)境條件(溫度達(dá)175℃，壓力達(dá)100MPa)，且沒(méi)有可移動(dòng)部件和井下電子器件，被封裝在直徑2.5cm的保護(hù)外殼中，能

31、經(jīng)受強(qiáng)的沖擊和振動(dòng)，可安裝到復(fù)雜的完井管柱及小的空間內(nèi)。此外，該系統(tǒng)還具有動(dòng)態(tài)范圍大和信號(hào)頻帶寬的特點(diǎn)，其信號(hào)頻帶寬度為3Hz～800Hz，能記錄從極低到極高頻率的等效響應(yīng)。 3.2.5 激光光纖核傳感器 激光技術(shù)和光纖技術(shù)可以用于研制井下傳感器，用于在充有原油和泥漿等非透明流體的井中進(jìn)行測(cè)井。對(duì)于激光光纖核傳感器的研究在國(guó)外比較盛行，美國(guó)、德國(guó)、俄羅斯和比利時(shí)等國(guó)均有大量的有關(guān)研究論文。 激光光纖核傳感器是在光纖通信和光纖傳感器的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，它利用了光致?lián)p耗和光致發(fā)光等物理效應(yīng)，比常規(guī)核探測(cè)器具有更多的優(yōu)越性，是典型的學(xué)科交叉。光纖核測(cè)井技術(shù)，實(shí)際上就是在

32、特定的環(huán)境下的核探測(cè)技術(shù)，其典型的優(yōu)點(diǎn)為： 　　(1)可以針對(duì)不同的核探測(cè)的能級(jí)范圍，研制在該范圍的敏感探頭。 (2) 因?yàn)閼?yīng)用了光致發(fā)光效應(yīng)，可使探頭位于千米的井下，而光電倍增管由傳輸光纜相連置于井上，遠(yuǎn)離了惡劣的井下環(huán)境(高溫高壓)，從而延長(zhǎng)其的使用壽命。 (3)光纖具有高速率、大容量傳輸能力，還能搭載其他井下儀器信號(hào)?！∪欢?，激光光纖核探測(cè)器也有缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)在耐高溫和承受高壓的保護(hù)涂層、傳輸光纜的機(jī)械強(qiáng)度以及耐輻射的傳輸光纜低衰減損耗。 3.3光纖欄檢測(cè)技術(shù) 3.3.1 井下永久傳感器技術(shù)的開(kāi)拓與現(xiàn)狀 目前，油田已進(jìn)入中后期開(kāi)發(fā)階段，面臨油層參數(shù)變化大，

33、油層含水率高，早期的測(cè)井資料不能滿足開(kāi)發(fā)方案調(diào)整需要等突出矛盾，大量的剩余油有待于進(jìn)一步開(kāi)采，同時(shí)對(duì)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)也提出了新的需求。井下永久傳感器技術(shù)是將傳感器長(zhǎng)時(shí)間的放置在井中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地層性質(zhì)的變化，可以為油氣田開(kāi)發(fā)提供動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的地層信息，從而為油氣資源的管理和提高油氣采收率提供了一種新的技術(shù)手段。 3.3.2 光纖欄檢測(cè)技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況 3.3.2.1 室內(nèi)測(cè)試 通過(guò)對(duì)傳感器的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測(cè)試，模擬環(huán)境下的測(cè)試后，進(jìn)行了多口油井溫度壓力測(cè)試試驗(yàn)，同時(shí)進(jìn)行了分布式測(cè)溫。 某井為汽驅(qū)油田未射孔觀察井，井內(nèi)壓力為液柱壓力。由于周圍有注蒸汽井存在，從測(cè)試曲線上可以看出在9

34、60～980m間為一注汽層，層內(nèi)溫度最高達(dá)237℃，將傳感器測(cè)試和分式測(cè)試結(jié)果比較，可得測(cè)試越高分布式測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)溫飄移越嚴(yán)重，因此如果采用光纖分布式測(cè)溫技術(shù)，必須對(duì)分布測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行溫度校正。 在勝利油區(qū)某井進(jìn)行了3點(diǎn)溫度、壓力的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，測(cè)量分12次進(jìn)行，時(shí)間間隔為3d，壓力、溫度傳感器封裝在一起形成溫度、壓力傳感器對(duì)。傳感器對(duì)所處深度分別為：1號(hào)傳感器對(duì)固定在井內(nèi)1635m處；2號(hào)傳感器對(duì)固定在井內(nèi)1642m處；3號(hào)傳感器對(duì)固定在井內(nèi)1655m處。 1號(hào)傳感器溫度測(cè)量值變化范圍為135.4℃～136.1℃，波動(dòng)范圍0.7℃；2號(hào)傳感器測(cè)量值變化范圍141.7℃～141.8℃，波動(dòng)范圍為0.

35、1℃；3號(hào)傳感器溫度測(cè)量值變化范圍132.0℃～132.5℃，波動(dòng)范圍為0.5℃。1號(hào)傳感器壓力測(cè)量值變化范圍為11.45MPa～11.44Mpa，波動(dòng)范圍為0.01Mpa；2號(hào)傳感器測(cè)量值變化范圍11.51MPa～11.53Mpa，波動(dòng)范圍為0.02Mpa；3號(hào)傳感器壓力測(cè)量值變化范圍為11.63MPa～11.66Mpa，波動(dòng)范圍為0.03Mpa。 3.3.2.2 應(yīng)用效果 光纖傳感器因其抗電磁干擾能力強(qiáng)、尺寸小、重量輕、復(fù)用能力強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)、耐腐蝕等特征，成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)和學(xué)科前沿問(wèn)題。在進(jìn)一步解決多量交叉靈敏問(wèn)題，降低信號(hào)的解調(diào)成本和提高精度的同時(shí)，結(jié)

36、合石油工業(yè)的特點(diǎn)從制作結(jié)構(gòu)和工藝，制造出性能穩(wěn)定、性價(jià)比高的石油傳感器。 目前這些具有潛力和市場(chǎng)前景的可實(shí)用化技術(shù)研究都在進(jìn)行當(dāng)中。 遼河油田投產(chǎn)稠油水平井測(cè)試技術(shù)中，“稠油熱采水平井光纖光柵監(jiān)測(cè)技術(shù)”解決了稠油注蒸汽熱力開(kāi)采水平井連續(xù)高溫、高壓測(cè)試以及溫度和壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等多項(xiàng)技術(shù)難題 光纖分布式測(cè)溫系統(tǒng)，則給出了油井縱向分辨率較高的溫度測(cè)試結(jié)果。 稠油開(kāi)采正處在從蒸汽吞吐到其他開(kāi)采方式轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵時(shí)刻，無(wú)論是蒸汽驅(qū)、SAGD還是其他方式，已經(jīng)不是依靠單一技術(shù)所能解決的，必須依靠多種復(fù)合技術(shù)的聯(lián)合攻關(guān)，同時(shí)必須加強(qiáng)監(jiān)測(cè)技術(shù)在石油開(kāi)采中的應(yīng)用，從而合理優(yōu)化油藏開(kāi)采方案，提高油

37、藏的采收率和開(kāi)采效率，降低開(kāi)采成本。 第 4 章 結(jié)束語(yǔ) 到目前為止，還沒(méi)有一種行之有效、成本低廉的方法解決水平井段監(jiān)測(cè)的手段。 總體來(lái)說(shuō)，光纖欄檢測(cè)技術(shù)通過(guò)安裝永久式和固定式的壓力、光纖溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，不僅能測(cè)量水平段和直井段的壓力、溫度分布及變化情況，而且可以通過(guò)穩(wěn)態(tài)到動(dòng)態(tài)的瞬態(tài)壓力、溫度變化，并結(jié)合其他常規(guī)測(cè)試數(shù)據(jù)計(jì)算產(chǎn)液剖面和吸氣剖面，對(duì)了解水平井的溫度場(chǎng)分布，確定水平段注氣情況，延長(zhǎng)水平井的生產(chǎn)周期十分有效。從而解決了稠油注蒸汽熱力開(kāi)采水平井連續(xù)高溫、高壓測(cè)試以及壓力和溫

38、度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等多項(xiàng)技術(shù)難題。 致 謝 在論文的寫作過(guò)程中，也得到了許多同學(xué)的寶貴建議，同時(shí)還到許多在工作過(guò)程中許多同事的支持和幫助，在此一并致以誠(chéng)摯的謝意。 感謝所有關(guān)心、支持、幫助過(guò)我的良師益友。 最后，向在百忙中抽出時(shí)間對(duì)本文進(jìn)行評(píng)審并提出寶貴意見(jiàn)的各位專家表示衷心地感謝！ 參考文獻(xiàn) （1）張建華，高溫稠油井溫度壓力光纖傳感器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)【J】。測(cè)井技術(shù)，2006.3 （2）羅英俊、萬(wàn)仁傅.1996 稠油熱采工程技術(shù) 北京：石油工業(yè)出版社 （3）張銳.1999稠油熱采技術(shù) 北京：石油工業(yè)出版社 （4）沈平平. 2006 熱力采油提高采收率技術(shù) 北京：石油工業(yè)出版社 （5）張義堂. 2006 熱力采油提高采收率技術(shù) 北京：石油工業(yè)出版社 （6）劉文章.1998 熱采稠油油藏開(kāi)發(fā)模式 北京：石油工業(yè)出版社 （7）張萬(wàn)成;歐陽(yáng)名三;王東法;丁楠;劉文利;;分布式光纖溫度傳感器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)[J];電子工藝技術(shù);2008年04 （8）黃志芳;劉東;;應(yīng)用于油田開(kāi)發(fā)的光纖傳感技術(shù)[J];工程地球物理學(xué)報(bào);2006年06期 （9）常勝,李偉良;分布式光纖溫度傳感檢測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用[J];廣東電力;2002年04期