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光纤传感器在石油测井中的应用进展


美国CiDRA公司的在光纤压力监测研究方面处于前沿,他们的科研人员发现了布喇格光纤光栅传感器对压力的线性响应。已开发的传感器能够工作到175 oC,200 oC和稍高温度的产品正在开发,250 oC是研发的下一个目标。不同温度和压力下的压力测量误差,在测试范围(0MPa ~34.5MPa) 内,均小于±6.89kPa,相当于电子测量系统的最好的水平。目前,CIDRA公司的光纤压力传感器的指标为:测程0~103MPa,过压极限129MPa,准确度±41.3kPa,分辨率2.06kPa,长期稳定性±34.5kPa/yr(连续保持150oC),工作温度范围25 oC ~175 oC。1999年该公司在加利福尼亚的Baker油田进行了压力监测系统的试验,结果表明该系统具有非常高的精度,目前已经交付商业销售。2001年该公司的压力传感器在英国BP公司的几口井下安装,监测应力变化,结果表明其具有足够的可靠性[2>。
美国斯伦贝谢油田服务公司Doll研究中心的Tsutomu Yamate等人对用布喇格光纤光栅传感器实行井下监测进行了长期的研究,他们研制成一种对温度不敏感的侧孔布喇格光纤光栅传感器,最高工作温度为300 oC,最高测量压力82MPa,在最高测量压力下,对温度的灵敏度极小,可以适用于井下的压力监测 [3>。

(2)温度监测
分布式光纤温度传感器具有通过沿整个完井长度连续性采集温度资料来提供一条监测生产和油层的新途径的潜力。因为井的温度剖面的变化可以与其它地面采集的资料(流量、含水、井口压力等)以及裸眼测井曲线对比,从而为操作者提供有关出现在井下的变化的定性和定量信息。传统的测温工具只能在任何给定时间内测量某个点的温度,要测试全范围的温度,点式传感器只能在井中来回移动才能实现,不可避免地对井内环境平衡造成影响。光纤分布式温度传感器的优势在于光纤无须在检测区域内来回移动,能保证井内的温度平衡状态不受影响。而且由于光纤被置于毛细钢管内,因此凡毛细钢管能通达的地方都可进行光纤分布式温度传感器测试 [4>。

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