DTS分布式光纖測溫系統(tǒng)應(yīng)用石油天然氣管道解決方案

最近，隨著全球能源需求的增加，重油，油砂和頁巖氣等非常規(guī)資源的開發(fā)也在不斷發(fā)展。DTS分布式溫度傳感器通過監(jiān)測地下溫度分布，促進非常規(guī)資源的有效回收。分布式光纖測溫系統(tǒng)采用福州華光天銳的光纖測溫技術(shù)，能夠適應(yīng)石油和天然氣采礦場所所需的惡劣環(huán)境，并且可以有效的功率運行。此外，該DTS系統(tǒng)通過使用安全協(xié)議提供與生產(chǎn)控制系統(tǒng)的接口，以及使用作為石油和天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式，加強了與客戶網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系。為確保有效開采，需要監(jiān)測管道溫度分布的變化。

光纖分布式溫度傳感器（DTS）可以測量沿長度為幾千米的光纖的溫度分布，可以應(yīng)用于這些采礦場所。然而，常規(guī)產(chǎn)品在諸如石油和天然氣開采場所之類的惡劣環(huán)境條件下使用時存在一些問題。因此，從事資源開采的客戶一直在尋求具有優(yōu)異環(huán)境抵抗力的光纖分布式溫度傳感器作為提高資源提取效率的解決方案。

為了滿足客戶的需求并解決其中固有的問題，通過將其光纖測量技術(shù)的專業(yè)知識應(yīng)用于過程控制，開發(fā)了用于礦山資源開采場所的DTS分布式溫度傳感器。DTS測量沿光纖的分布溫度，光纖本身也用作傳感器。例如，一根6公里長的光纖可以測量沿光纖一米間隔的溫度，總計6000點。

DTS具有以下功能，優(yōu)于其他制造商的產(chǎn)品：容忍惡劣的環(huán)境，體積小，重量輕，功耗低

油氣管道光纖測溫系統(tǒng)、分布式光纖在線溫度監(jiān)測系統(tǒng)

溫度和壓力是許多井下作業(yè)中一個十分重要的因素，因此長期以來，作業(yè)者一直采用熱學(xué)測量法來監(jiān)測生產(chǎn)井動態(tài)。事實上，自上世紀(jì)以來，工程人員便利用井筒溫度數(shù)據(jù)來推算流量貢獻、評價注水剖面、分析壓裂作業(yè)的有效性、確定套管外的水泥頂面以及識別層間竄流等。傳統(tǒng)的井下溫、壓檢測方法在本質(zhì)安全防爆性能、抗強電磁干擾性能、電絕緣性能等方面存在著不足，難以滿足較高的井下作業(yè)要求。福州華光天銳提供一種能夠在井筒范圍內(nèi)進行連續(xù)溫度監(jiān)測，監(jiān)測精度高，防爆性能好、抗電磁干擾性能和電絕緣性能好，可靠性高的分布式光纖在線溫度監(jiān)測系統(tǒng)。隨著采油技術(shù)的進步，采油過程中實時數(shù)據(jù)的采集要求越來越高，常用的熱電偶測溫易損，使用壽命不能保證，測量精度有限，已不能適應(yīng)其井下數(shù)據(jù)采集要求，而光纖測溫已經(jīng)在對油井內(nèi)油層溫度的測量中得到一定的應(yīng)。

光纖分布式油井監(jiān)測系統(tǒng)包括有沿井筒鋪設(shè)的測溫光纖和壓力信號傳輸光纖 ；測溫光纖的井上端與位于井上的 DTS 傳感器（拉曼測溫傳感器）連接，壓力信號傳輸光纖的井下端和井上端分別連接光纖 F-P 腔壓力傳感器和調(diào)制解調(diào)器 ；DTS 傳感器和調(diào)制解調(diào)器的信號輸出端經(jīng)過通訊模塊連接網(wǎng)絡(luò) ；系統(tǒng)中還包括有連接在網(wǎng)絡(luò)中并可接收光纖溫度傳感器所發(fā)出信號的遠程監(jiān)控終端。

分布式光纖測溫裝置

監(jiān)控終端包括有用來顯示監(jiān)測信息的顯示屏和用來發(fā)出報警信號的報警系統(tǒng)。

分布式光纖測溫系統(tǒng)進行溫度監(jiān)測，屬于連續(xù)分布式測量，沒有測量盲區(qū)，最長可實現(xiàn) 10 公里以上的探測距離，由于光纖本身就是傳感器，因而安裝簡單，維護工作量少，可靠性高 ；此外，由于光纖的傳輸?shù)奶攸c，使整個監(jiān)測系統(tǒng)的本質(zhì)安全防爆性能、抗強電磁干擾性能和電絕緣性能顯著提高。分布式光纖溫度測量技術(shù)廣泛應(yīng)用于危險區(qū)域的溫度測量和監(jiān)控、重要區(qū)域的溫度測量和監(jiān)控、壓力容器表面溫度測量和監(jiān)控、大面積大范圍的溫度測量和監(jiān)控以及交通運輸領(lǐng)域的溫度測量和監(jiān)控等方面。在石油行業(yè)中，分布式光纖測溫技術(shù)可提供實時、全井段的溫度檢測數(shù)據(jù)，適用于確定油氣層溫度，確定產(chǎn)液、產(chǎn)氣位置以及檢測管柱泄露等方面工作。同時，光纖傳感具有電絕緣、耐腐蝕、抗電磁干擾以及本質(zhì)安全等特點，因此更適合在油氣開采過程中使用。

根據(jù)光纖安裝位置的不同，分布式光纖測溫技術(shù)可以實測到三種溫度剖面 ：

1) 地層溫度 ：油氣藏的原始地層溫度，與油氣藏的地溫梯度及熱傳導(dǎo)物性相關(guān)。

2) 流入溫度 ：油氣藏流體在 ( 流入井筒前 ) 砂面處的溫度，也可稱其為油氣藏砂面溫度。由于壓差使流體在多孔介質(zhì)中流動產(chǎn)生粘滯耗散及熱膨脹等熱效應(yīng)，因此，在流體流入的這一點的溫度會與原始地層溫度不相同。相反，如果地層中沒有流體流動，那么此時分布式光纖測溫及時測量到的氣藏流入溫度就與氣藏地層溫度非常接近或相等。

3) 井筒溫度 ：流體從流入點流入井筒，與井筒流體混合后的溫度。

油氣井分布式光纖測溫裝置操作簡便，穩(wěn)定性好，精度高結(jié)構(gòu)完整，信號源穩(wěn)定，使用壽命長，耐極端環(huán)境的能力強，彌補了傳統(tǒng)的pt100測溫方法存在的操作繁瑣，穩(wěn)定性差，精度不高的缺點。