油田井下光纖測溫係統研製探討
科技專論
作者：劉靜波
【摘 要】油田中很大一部分是稠油區塊，主要采用蒸汽吞吐的開采方式，高溫監測最高測試溫度達350℃以上。由於儀器工作環境惡劣，使傳統的儀器無法進行有效測量。分布式光纖溫度監測係統，提供了幾近完美的探測性能。光纖分布式溫度監測係統相比其他探測手段，這一新興的線型應變監測手段正逐漸為各個領域的用戶廣為接受，石化油井由於其易燃易爆、線性結構的特點就更為適用。
【關鍵詞】油田；井下；光纖測溫；探討
井溫是生產測井中必不可少的一個測量參數，幾乎所有的組合測井儀都包括此項測量內容。準確的井溫測量對於地質資料解釋和油井監測等都具有十分重要的意義，尤其在稠油熱采工藝中，井溫的監測顯得非常重要。目前常規的井溫測量方法存在不足：溫度傳感器的熱平衡時間長；傳感器的移動會影響井下原始溫度場的分布；無法在高溫高壓環境下對井下的溫度場分布進行長期的監測。
光纖傳感器作為傳感器中一支新秀，已被國內外公認為最具有發展前途的高新技術產業之一。它具有靈敏度高、體積小、易於敷設、對被檢測場無破壞與幹擾、抗電磁幹擾能力強、本質防爆、能夠進行分布測量以及傳感信息易於通過光纖傳輸與組網等特點，是對已有的傳感技術的發展與補充，它所具有的某些獨特性是不能用其它傳感技術代替的，尤其適用於石油化工、電力等行業的惡劣環境中。而分布式光纖測溫技術作為近年來發展起來的一種用於實時測量空間溫度場分布的新技術，20世紀70年代起伴隨著光導纖維及光纖通信技術的發展而迅速發展起來，我國從20世紀90年代後期首次利用分布式光纖監測技術測量溫度以來，至今已有多個工程應用。
1.係統目標
油田井下溫度分布監測——分布式光纖溫度監測係統必須保證：（1）油田井下溫度的實時監測；（2）根據實際工程需要情況，沿油井垂直方向，實現全方位分布式監測；（3）準確定位溫度異常點位置，顯示異常或者事故時的溫度狀態；（4）通過輔助軟件分析光纖分布式溫度監測係統所探測到的油井溫度分布，並提供存儲、查詢等功能。
通過對井下溫度分布進行實時監測可以及時解決問題，避免事故的發生，同時為地質資料解釋提供依據，是實現油井自動及智能化管理的重要工作之一。
2.係統總體設計方案
設備的布置必須結合油井的結構特點，從全麵覆蓋、安裝便利上通盤考慮。本方案所采用的光纖分布式溫度監測係統，能將油井沿徑向任意位置的實時溫度顯示出來，並連接到油井管理信息網，實時監控油井的溫度分布。油井一旦發現所測量溫度值超過標準設定報警溫度時，光纖分布式溫度監測係統把實時報警信號送到報警主機，報警控製主機隨後將發出聲光報警並顯示，同時把報警信號上傳至油井管理中心。
2.1係統特點
以其優越的性能，快速的檢測和強大的軟件分析能力，使得整個DTS係統具有如下特點和優勢：根據油井的不同，操作人員可以自定義不同的報警溫度閾值；克服了人工監測片麵及誤差大的弊端，自動監測溫度異常情況，且給出準確定位。降低了漏報、誤報的概率；抗EMI，沒有電氣或移動部件，可以簡便部署，且不存在安全隱患；根據具體項目的實際情況，可利用一台DTS設備對多個油井的溫度進行監測；可以把在線生成的數據集成到實時溫度等級係統或數據庫中；降低了維護和支持成本。
2.2現場布置設置
利用DTS對油井溫度進行實時監測的係統布置示意圖。DTS主機放置在控製室，同時原始的溫度數據可以在本機或遠程提取與查看。DTS光纖分布式溫度監測係統主機通過多種輸出方式將所探測的油井溫度信號反饋給控製中心，油井內的高溫探測光纜可進行分區，分別設置報警溫度。