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不一样的光纤系统

不一样的光线系统

摘要:Carina工程光纤传感系统结合了分布式传感器的高密度、大范围覆盖,以及单点传感器的高灵敏度, 为您提供两全其美之策。

编译:大安 TOM

Silixa分布式光纤传感公司一直在探索如何利用井中更灵敏的光纤电缆做更多工作,包括使用它们来跟踪流体流动、检测井中应变、监测压裂等。

Silixa公司的Carina传感系统是一种工程光纤系统,它使用了一种特殊的光纤电缆,可以提供更明亮的光散射。该系统的灵敏度是其前身智能分布式声波传感器(iDAS)的100倍左右,提高了两个数量级。

通过改进IDAS光电子询问器的架构、引入新型Constellation光纤,Carina系统已经实现了革命性的性能提升。这种光纤被设计为沿其长度提供光亮的散射中心,以捕获并将更多的光反射回询问器。这是在不给正向传播的激光脉冲带来显著损失的情况下实现的。

该系统已被用于检测整个地层或井中的应变(压力变化),例如检测盖层完整性的潜在变化。这是因为微小的压力变化会显示出不同的光散射模式。

该系统也被用作为流量计,因为井筒内不同的流体流速会产生不同的声波信号,这是由于不同的涡流造成的。

该光纤电缆也可以缠绕在管道上成为流量计,与管道内的叶轮式流量计相比,不会对液体的流动造成阻碍。
Silixa公司经常在各大贸易展上展示一个演示模型。沿着管道铺设有一根光纤电缆,利用风扇向管道内吹送空气,该电缆能根据空气的流速接收不同的声波信号。可以基于流体产生的不同噪声,检测出液流内的气体含量。

该系统也被用于水力压裂监测,通过对声波信号的分析,了解压裂液进入每个压裂簇的程度。

该系统也被用于微地震分析,记录岩石断裂的位置与时间。这些数据可以与压力数据结合起来,以了解岩石破裂所需的压力。

当光纤数据与声源位置信息一起使用时,可以确定出P波与S波穿过岩石的速度,然后将之用于地震解释。
您可以在一口井中使用光纤监测邻井中发生的情况,并了解一口井是如何影响另一口井,例如邻井中的压裂作业会增加监测井中的压力。

除了标准的单模与多模光纤外,Constellation系列光纤还可集成于多种不同类型的电缆,用于井下和地面部署。Silixa公司将这种光纤集成到混合电缆中,提供了基于该技术的修井解决方案。

不一样的光纤系统

电缆定位

井内光纤电缆的一个常见问题是,无法得知电缆在井周的位置。你是否需要对井进行射孔,这一点很重要。因为你肯定不想射穿外部的光纤。有时,油气井在投产数年后才会射孔。例如,一口井穿过两个储层,刚开始投产时,会在下部层位进行射孔,当产量首次下降时,又会对上部层位进行射孔。

为了解决上述问题,Silixa公司开发了一种一次性设备,即电缆定向信标(COB)。该设备拥有加速度计,连接在套管外壁,靠近光纤电缆。

当套管下入井内后,该设备会监测套管被旋转了多少次,如此它就能够知道套管的方向。然后,它将这些数据与光纤电缆接收到的声波信号(噪声)进行通信,就可以对其进行反向分析,以获得方向数据。

该设备不会连续发出声波信号,例如可以将其编程为每隔30分钟发射一次声波,以节省电池电量。该装置还可编程为仅在达到一定温度时才被激活,从而在安装系统时节省电池寿命。

如果没有这种装置,找到光纤电缆位置的唯一方法就是将其封装在金属管中,而金属管可以通过井内的磁性传感器进行探测。但Farhadiroushan表示,这种金属管可能会阻碍井周的水泥流动,从而导致固井质量不佳。

Silixa正在考虑开发安装其他传感器的技术,例如压力传感器或存在某些化学物质的传感器,这些传感器可能会提供井下相关情况的有用数据。

优势

1、无与伦比的数据质量实现了经济高效的储层描述;
2、极高的信噪比使地震数据质量超过了标准检波器阵列;
3、永久性安装降低了油井全生命周期内的运营成本;
4、无需干预确保了数据的连续可用性;
5、消除延期生产的成本;
6、无需干预作业,即可在自喷井中进行测量;
7、增加最终采收率;
8、永久性设备确保了油井全生命周期内可按需进行4D地震;
9、无需进一步的资本支出,就可获得新的强大功能;
10、在油井全生命周期内持续进行油井诊断。

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