光纖檢測石油勘探論文
1引言
由於石油鑽井下的條件較爲複雜,常規的傳感器受到了較多的限制。在這種情況下,光纖作爲一種新型的傳感器體現出其較大的優越性,其基本原理是將透過分析反射光波中的波幅、相位、波長等資訊經過得到油井內部的壓力溫度等資訊。其優點是:
(1)信號損耗較低,可實現長距離傳播;
(2)使用時間長;
(3)其所需空間較小;
(4)耐高溫,其可用於180℃以上的條件下工作;
(5)可以實現分佈式分佈檢測模式,得到不同層面的資訊;
(6)光纖檢測具有良好的安全性;
(7)靈敏度高。光纖傳感器和以電爲基礎的傳統傳感器相比,光纖傳感能檢測0.1rad的相位差,採用干涉型光纖傳感器可測非常小的`物理量。基於上述幾種優點,光纖檢測在石油勘探特別是油井中得到了較多的應用和發展。但是,光纖檢測在油井中也遇到了很多問題,如安裝存活率低,高溫高壓條件下的傳感器精度和靈敏度不滿足要求,試驗室條件下無法完全模擬油井實際情形等。
2油井壓力溫度測量系統的優化設計措施
油井下的作業環境是高溫高壓,常用的電子式傳感器在這種條件下無法保證測量數據的精度。爲此,油井下常常採用FBG傳感器來測量油井下壓力及溫度等數據。但是採用FBG傳感器來佈置測量系統也有以下幾個問題:
(1)傳輸光纖的腐蝕性和傳感器的探頭靈敏度(高溫高壓條件下)問題;
(2)在液體中產生較大的壓力(pressure)-溫度(thermal)交叉影響;
(3)井下安裝的經驗較少,技術難度較大;
(4)資料整理及油井的網絡化應用。對此,油井壓力溫度光纖測量系統優化設計應從幾方面解決:
(1)提高傳感器的壓力敏感性,降低溫度敏感性;
(2)提高光纖的耐腐蝕能力;
(3)測量系統的井下安裝模型及其注意事項;
(4)資料整理及油井的網絡化應用發展。
3結語
本文從提高傳感器的壓力敏感性,降低溫度敏感性、提高光纖的耐腐蝕能力、測量系統的井下安裝模型及其注意事項、資料整理及油井的網絡化應用發展等4個方面出發給出光纖檢測系統的優化措施。在安裝光纖檢測過程中,特別要注意儘量減少傳感器與光源的距離,減少光纖的接頭和融接點,進行必要的試驗以確定系統的有效性。
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