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光纤传感器在石油测井中的应用进展


基于光纤的井下地震检波器系统能够解决这些问题,它能提供整个油井寿命期间永久高分辨率四维油藏图像,极大方便了油藏管理。这种井下地震加速度检波器能接收地震波,并将其处理成地层和流体前缘图像。
永久井下光纤3分量地震测量具有高的灵敏度和方向性,能产生高精度空间图像,不仅能提供近井眼图像,而且能提供井眼周围地层图像,在某些情况下测量范围能达数千英尺。它在油井的整个寿命期间运行,能经受恶劣的环境条件(温度达175℃,压力达100MPa),且没有可移动部件和井下电子器件,被封装在直径2.5cm的保护外壳中,能经受强的冲击和振动,可安装到复杂的完井管柱及小的空间内。此外,该系统还具有动态范围大和信号频带宽的特点,其信号频带宽度为3Hz~800Hz,能记录从极低到极高频率的等效响应。

3、激光光纤核测井技术
激光技术和光纤技术可以用于研制井下传感器,用于在充有原油和泥浆等非透明流体的井中进行测井。对于激光光纤核传感器的研究在国外比较盛行,美国、德国、俄罗斯和比利时等国均有大量的有关研究论文。
激光光纤核传感器是在光纤通信和光纤传感器的基础上产生的,它利用了光致损耗和光致发光等物理效应,比常规核探测器具有更多的优越性,是典型的学科交叉。光纤核测井技术,实际上就是在特定的环境下的核探测技术,其典型的优点为:
(1)可以针对不同的核探测的能级范围,研制在该范围的敏感探头。
(2)因为应用了光致发光效应,可使探头位于千米的井下,而光电倍增管由传输光缆相连置于井上,远离了恶劣的井下环境(高温高压),从而延长其的使用寿命。
(3)光纤具有高速率、大容量传输能力,还能搭载其他井下仪器信号。
然而,激光光纤核探测器也有缺点,主要表现在耐高温和承受高压的保护涂层、传输光缆的机械强度以及耐辐射的传输光缆低衰减损耗。

三、结论与展望

从本文的分析可以看出,光纤传感器以其独特的优势,可以广泛应用于石油天然气井下的储层参数监测(包括温度、压力和多相流)、声波检测和激光光纤核测井之中,极大地丰富了石油和天然气公司对储层的了解,便于优化油气田开采和维护。值得一提的是,该系统能够及时得到注采的注水压力和温度,从而判断压力是否超标,从而预防由于压力超标导致的套管损坏,这是一个全新的领域,国内外关于此方面尚未有报道和介绍。

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