Tillämpningen avDTS-systeminom avverkningsområdet är ett paradigm för den framgångsrika integreringen av fiberoptisk avkänningsteknik i olje- och gasindustrin, vilket avsevärt har avancerat den dynamiska övervakningen av olje- och gasreservoarer och förbättringen av utvecklings- och förvaltningseffektiviteten.
Vad är ett distribuerat fiberoptiskt DTS-system?
Först måste vi förstå två kärnbegrepp:
1 . Distribuerad fiberoptisk avkänning
Till skillnad från traditionella punktsensorer (som bara mäter på specifika platser) använder distribuerad fiberoptisk avkänning hela den optiska fibern som både avkänningselement och transmissionsmedium. Det möjliggör kontinuerlig,-realtidsmätning av fysiska storheter (t.ex. temperatur, akustiska vågor, töjning) vid varje punkt längs fibern. Detta innebär att läggning av en enda optisk fiber kan skapa en kontinuerlig mätlinje som sträcker sig över flera kilometer eller till och med tiotals kilometer.
2 . DTS-system
Förkortning för Distributed Temperature Sensing System, det fungerar baserat på Raman-spridningseffekten. När laserpulser utbreder sig genom en optisk fiber interagerar de med fibermolekyler för att generera Raman-spritt ljus. Intensitetsförhållandet mellan Stokes-ljus och anti-Stokes-ljus har ett exakt linjärt förhållande till temperaturen vid fiberns motsvarande position. Genom att mäta tidsskillnaden mellan laseremission och signalmottagning kan systemet exakt beräkna platsen för temperaturhändelser.
Enkelt uttryckt använder ett DTS-system en speciell optisk fiber för att utföra-realtidsmätning och positionering av den kontinuerliga temperaturprofilen för en hel brunn, från brunnshuvudet till bottenhålet.
Kärntillämpningar av DTS i loggning
Inom loggningsområdet används DTS-teknik huvudsakligen för produktionsloggning och injektionsövervakning, vilket ger oöverträffat datastöd för dynamisk hantering av olje- och gasreservoarer.
1.Tolkning av vätskeproduktionsprofil
Detta är en av de mest klassiska och viktiga tillämpningarna av DTS. Traditionell produktionsloggning kräver att du kör komplexa verktygssträngar med flera-parameter, vilket medför höga driftskostnader och risker och endast ger ögonblicksbildsmätningar. Däremot kan DTS installeras permanent för att leverera kontinuerliga-realtidsdata.
Arbetsprincip:När olja och gasvätskor strömmar från reservoaren in i borrhålet uppstår temperaturförändringar på grund av Joule-Thomson-effekten. Gasexpansion absorberar värme, vilket leder till ett temperaturfall vid inflödespunkten och bildar en låg-temperaturavvikelse; vätskefriktion genererar värme, vilket vanligtvis orsakar en liten temperaturhöjning vid inflödespunkten.
Appliceringsmetod:Genom att analysera onormala punkter (temperaturmutationspunkter) i borrhålets temperaturprofil kan ingenjörer exakt identifiera de huvudsakliga produktionsintervallen och bidragsförhållandet för varje intervall. Kontinuerlig övervakning av temperaturförändringar under brunnsrensningen- efter avstängning- och produktionsstart möjliggör tydligare identifiering av vätskeinflödespunkter.
2. Övervakning av vatten/ånginjektionsprofil
Vid sekundär oljeåtervinning (t.ex. vatteninjektion) och termisk återvinning av tung olja (t.ex. ånginjektion) är det viktigt att förstå migrationsvägen för injicerade vätskor.
Övervakning av vatteninjektionsbrunn:Injicerat vatten har vanligtvis en annan temperatur än formationen. DTS kan tydligt identifiera vilka intervaller som absorberar mer injicerat vatten, och utvärderar därigenom vatteninjektionseffektiviteten, undviker fingersättning och vattenkanalisering och förbättrar svepeffektiviteten.
Övervakning av ånginsprutningsbrunn (särskilt vid återvinning av tung olja):Detta är en mördare applikation av DTS. Ångtemperaturen är mycket högre än formationstemperaturen. DTS kan i realtid-karta utvecklingen av ångkammaren och ångfrontens framryckande position, vilket direkt indikerar vilka intervaller som effektivt värms upp. Detta är väsentligt för att optimera ånginsprutningsparametrar (tryck, temperatur, torrhet, flödeshastighet).
3.Wellbore Integrity Diagnosis
Ringformig höljeläckagediagnos: Om inter-zonisolering misslyckas, sker vätskekanalisering utanför höljet. Sådan kanalisering orsakar temperaturavvikelser, som kan detekteras och lokaliseras av DTS.
Cementbindningskvalitetsutvärdering:Områden med dålig cementbindning uppvisar förändrade värmeledningsegenskaper, vilket kan reflekteras i temperaturkurvan och tjäna som en hjälpgrund för bedömning.
Rörledningsläckagedetektering:DTS kan övervaka läckor i borrhålsutrustning såsom underjordiska säkerhetsventiler och packare.
4.Sprickbildningsövervakning och effektutvärdering
DTS spelar också en viktig roll i fler-frackning av horisontella brunnar för okonventionella olje- och gasresurser (skiffergas, tät olja).
Arbetsprincip:Temperaturen på sprickvätskan som injiceras under fraktureringen skiljer sig från formationstemperaturen.
Appliceringsmetod:Genom att övervaka temperaturåtervinningen för varje kluster under och efter spräckningsoperationer kan ingenjörer bestämma vilka perforeringskluster som faktiskt absorberar spräckningsvätskan och utvärdera likformigheten och effektiviteten av fraktureringen. Medan Distributed Acoustic Sensing (DAS) används mer allmänt vid sprickövervakning för att identifiera sprickinitiering och spridning, tillhandahåller DTS kompletterande temperaturdata för en omfattande bedömning av sprickeffekter. Till exempel har "DTS+DAS"-systemet som utvecklats av Zhiteng Micro deltagit i mer än 90 fiberoptiska loggningsprojekt och 26 långsiktiga-övervakningsprojekt hittills, efter år av teknisk FoU, fältimplementering och fjärrtjänster.
Viktiga fördelar med DTS-teknik
Fullt fördelad mätning:Levererar en kontinuerlig, komplett brunnstemperaturprofil utan mätbara döda fläckar.
Realtid- och kontinuitet:Möjliggör 24/7 oavbruten övervakning för att fånga övergående temperaturhändelser och långsiktiga-förändringstrender.
Permanent installation:Optiska fibrer körs vanligtvis med kompletteringssträngar, vilket ger långsiktiga-fördelar från en-engångsinvestering och eliminerar behovet av frekventa, kostsamma produktionsloggningsoperationer.
Motstånd i hård miljö:Optiska fibrer är gjorda av kvarts, med hög motståndskraft mot höga temperaturer, högt tryck och korrosion, lämpliga för komplexa nederhålsförhållanden.
Inga elektroniska komponenter:Borrhålssektionen består av passiva komponenter, vilket säkerställer hög tillförlitlighet och lång livslängd.
Egensäker och explosionssäker-:Naturligt säker, vilket gör den idealisk för brandfarliga och explosiva olje- och gaskällor.
Utmaningar och begränsningar
Tvetydighet i tolkningen:Temperaturförändringar kan orsakas av flera faktorer (t.ex. vätskeinflöde, kanalisering, geotermisk gradientvariation). Omfattande tolkning som kombinerar geologiska, tekniska och andra produktionsdata (t.ex. flödeshastighet, tryck) krävs, vilket ställer höga krav på tolkar.
Avvägning-mellan rumslig upplösning och temperaturmätningsnoggrannhet:Det finns en avvägning- mellan rumslig upplösning (vanligtvis runt 1 meter) och absolut temperaturmätningsnoggrannhet, vilket gör det svårt att exakt särskilja extremt tunna producerande intervall.
Beroende på temperaturskillnad:Effektiviteten hos DTS förlitar sig på en tillräcklig temperaturskillnad mellan den inströmmande/injicerade vätskan och formationens bakgrundstemperatur. Tolkning blir utmanande när temperaturskillnaden är minimal.
Hög initial investeringskostnad:Den initiala investeringen i fiberoptiska kompletteringssystem är relativt hög, vilket kräver en omfattande ekonomisk nyttabedömning.
Slutsats
Distribuerade fiberoptiska DTS-system har helt förändrat landskapet för traditionell produktionsloggning. De har förvandlat borrhålet från en serie diskreta mätpunkter till en transparent mätlinje, vilket ger ingenjörer en oöverträffad visuell förståelse av vätskedynamik i borrhålet.
Genom att möjliggöra långsiktig,-realtids- och kontinuerlig temperaturövervakning, spelar DTS en oersättlig roll i analys av vätskeproduktionsprofiler, optimering av injektionsprofiler, försäkran om brunnsintegritet och utvärdering av sprickeffekt. Det är en av nyckelteknologierna för att realisera intelligent och förfinad reservoarhantering och förbättra den ultimata oljeutvinningsfaktorn. Med den kontinuerliga utvecklingen av fiberoptisk teknologi och dataanalysalgoritmer kommer dess tillämpningsmöjligheter att bli ännu bredare.
För mer information, vänligen kontakta oss påmarketing@qdzitn.com!