專利名稱：一種水平井下溫度與壓力同步測(cè)試光纖傳感方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水平井下溫度與壓力同步測(cè)試光纖傳感方法；屬稠 油熱力開采時(shí)，水平井段剖面溫度與壓力同步領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)外石油開采技術(shù)領(lǐng)域的井下測(cè)試主要采用機(jī)械傳感井下 記錄方式，依靠重力下井和垂直移動(dòng)記錄測(cè)試辦法，由于上述裝置在測(cè) 試時(shí)只適于油井垂直角度小于10度以內(nèi)的油井，另外電子傳感地面記
錄儀雖能在大角度的井內(nèi)測(cè)試，但該類儀器工作溫度只適于26(TC以內(nèi)
油井，隨著油田的發(fā)展， 一些大斜度及水平井的出現(xiàn)由于受井深限制， 采用上述方法進(jìn)行測(cè)試已不能滿足實(shí)際需要。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺點(diǎn)，而提供的一種水平井下溫度與壓 力同步測(cè)試光纖傳感方法，該方法使用測(cè)試光纜在水平井內(nèi)測(cè)試時(shí)不受
方向和角度服制，能在井內(nèi)溫度45(TC，壓力20MPa任何角度情況下同 時(shí)進(jìn)行溫度與壓力測(cè)試，且傳輸效果不受外界影響，測(cè)量精度高。
本發(fā)明技術(shù)方案
為實(shí)現(xiàn)上述目的提出的任務(wù)，為此本發(fā)明采用了由光纜專用設(shè)備將 高溫高壓測(cè)試光纖下入到帶有高溫高壓測(cè)試井口密封器水平井內(nèi)的油 層射孔井段中，然后進(jìn)行溫度壓力測(cè)試的一種方法。
所述的高溫高壓測(cè)試光纖是由外殼層內(nèi)的纖芯組成，所述的外殼層用lcrl8ni9ti，不銹鋼材料制成的空芯圓管，圓管內(nèi)的纖芯為一根具有 一定長度，采用鍺、硼、二氧化硅材質(zhì)制作而成的細(xì)線，在等段細(xì)線橫 截面上布有互相平行的紫外光柵，外殼層與纖芯之間環(huán)形室間裝有聚烯 氬氨材質(zhì)制成的屏蔽層；
所述的測(cè)試光纖耐溫400°C，耐壓20MPa，測(cè)量溫度60-350。C范 圍，壓力測(cè)量范圍0. 5MPa -20MPa。
本發(fā)明的工作原理
工作時(shí)用光纜專用設(shè)備將高溫高壓測(cè)試光纖下入到帶有測(cè)試井口 密封器水平井的油層射孔段位置，由于測(cè)試光纖采用光纖結(jié)構(gòu)與材料性 質(zhì)決定了光纖光時(shí)域反射(0TDR)，以及光纖的后向喇曼散射溫度效應(yīng)， 這樣當(dāng)高速光源的光脈沖從光纖的一端射入光纖時(shí)，這個(gè)光脈沖會(huì)沿著 光纖向前傳播，因光纖內(nèi)壁類似鏡面，故光脈沖傳播中的每一點(diǎn)都會(huì)產(chǎn) 生反射，反射之中有一小部份的反射光其方向正好與入射光方向相反， 這種后向反射光的強(qiáng)度與光線中的的射點(diǎn)溫度壓力存有一定關(guān)系，反射 點(diǎn)的溫度與壓力越高則反射光強(qiáng)度越大，也就是說向反射光的強(qiáng)度(信 息光源)可以反映出反射點(diǎn)的溫度與壓力大小，根據(jù)這種現(xiàn)象，將纏有 光敏材料的光纖，用微激光將設(shè)計(jì)的測(cè)試頻率和測(cè)壓波長刻入光柵并注 入纖芯，使每組光柵均有固定的頻率和波長，當(dāng)溫度變化時(shí)測(cè)溫光柵頻 率隨著溫度的變化成正比隨之成線性變化，當(dāng)壓力變化時(shí)測(cè)壓光柵波長 隨著壓力的變化成反比隨之成線性變化，利用這種原理，若能測(cè)出反射 光的強(qiáng)度便可計(jì)算出反射點(diǎn)的溫度與壓力值，因此在測(cè)量時(shí)，通過地面 光電信號(hào)處理器(地面解調(diào)儀)發(fā)出寬帶激光，同時(shí)檢測(cè)每組光柵頻率和波長變化，并將信息輸入解調(diào)系統(tǒng)中經(jīng)光譜分析、濾波、耦合、數(shù)模 轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換即可準(zhǔn)確顯示和儲(chǔ)存各組光柵監(jiān)測(cè)的井下溫度、壓力變 化曲線參數(shù)值。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有顯著特點(diǎn)
由于本發(fā)明方法中采用的測(cè)試光纖纖芯選用鍺、硼等材質(zhì)，并利用 纏繞式紫外光柵以及聚烯氬氨屏蔽層制作而成，這樣在進(jìn)行水平測(cè)試 時(shí)，不受井內(nèi)方向和角度限制，其精度與傳輸效果能不受影響，因此在 用于水平井下溫度與壓力同步測(cè)試時(shí)還可實(shí)現(xiàn)全井段同時(shí)監(jiān)測(cè)水平井 段溫度與壓力變化，測(cè)試過程中無須在測(cè)量區(qū)域來回移動(dòng)，從而可保證 井內(nèi)溫度與壓力平衡狀態(tài)不受影響，成功的實(shí)現(xiàn)井下監(jiān)測(cè)。另外由于本 光纖還具有傳輸容量大，速度快，抗電磁干擾能力特點(diǎn)，還可實(shí)現(xiàn)井下 監(jiān)測(cè)地面直讀，自動(dòng)存儲(chǔ)記錄。
圖1是本發(fā)明測(cè)試光纖結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本發(fā)明測(cè)試工作示意圖。 圖3是光纖測(cè)試傳輸流程圖。
圖中由1、地面解調(diào)儀，2、外殼層，3、聚烯氬氨屏蔽層，4、纖芯，
5、光電信號(hào)處理器，6、光柵，7、高速光源入口， 8、信息光源，9、 光纜專用設(shè)備，10、高溫高壓測(cè)試井口密封器，11、測(cè)試光纖，12、水 平井油層射孔井段，13、顯示器機(jī)組成。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明由以下實(shí)施例給出，下面結(jié)合附圖予以說明在圖2中，該測(cè)試方法是用光纜專用設(shè)備9將高溫高壓測(cè)試光纖11
下入到帶有高溫高壓測(cè)試井口密封器10的水平井內(nèi)油層射孔井段12中 進(jìn)行溫度、壓力測(cè)試。
在圖1中，測(cè)試光纖11是由外殼層2內(nèi)的纖芯4組成，所述的外 殼層是用lcrl8ni9ti，不銹鋼材料制成的空芯圓管，圓管內(nèi)的纖芯4為 一根具有一定長度，采用鍺、硼、二氧化硅材質(zhì)制作而成的細(xì)線，在等 段細(xì)線橫截面上布有互相平行的紫外光柵6,外殼層2與纖芯4之間環(huán) 形室間裝有聚烯氬氨材質(zhì)制成的聚烯氬氨屏蔽層3。
在圖3中，本發(fā)明工作時(shí)，測(cè)試光纖11與光電信號(hào)處理器5及地 面解調(diào)儀l、顯示器機(jī)13相連接，測(cè)量時(shí)，當(dāng)高速光源的光脈沖從高速 光源入口 7進(jìn)入纖芯4之中進(jìn)行測(cè)量，反射光所反映出的井內(nèi)溫度與壓 力信號(hào)(即信息光源)被輸入到光電信號(hào)處理器5之中，然后經(jīng)過處理 進(jìn)入到地面解調(diào)儀1及顯示器13中，讀取溫度與壓力測(cè)量值。
權(quán)利要求
1. 一種水平井下溫度與壓力同步測(cè)試光纖傳感方法，其特征在于該測(cè)試方法是用光纜專用設(shè)備(9)將高溫高壓測(cè)試光纖(11)下入到帶有高溫高壓測(cè)試井口密封器(10)水平井內(nèi)油層射孔井段(12)中，進(jìn)行溫度、壓力測(cè)試。
2、 一種實(shí)施權(quán)利要求1方法的裝置，其特征在于所述的高溫高 壓測(cè)試光纖(11)是由外殼層(2)內(nèi)的纖芯(4)組成；所述的外殼層是用1 CTl8ni9ti,不銹鋼材料制成的空芯圓管，圓管內(nèi)的纖芯(4)為一根 具有一定長度，采用鍺、硼、二氧化硅材質(zhì)制作而成的細(xì)線，在等段細(xì) 線橫截面上布有互相平行的紫外光柵(6)，外殼層(2)與纖芯(4)之 間環(huán)形室間裝有聚烯氬氨材質(zhì)制成的聚烯氬氨屏蔽層(3)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的測(cè)試裝置，其特征在于所述的測(cè)試光 纖(11)耐溫40(TC，耐壓20MPa，測(cè)量溫度范圍60_350°C，壓力測(cè) 量范圍0. 5MPa —20MPa。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水平井下溫度與壓力同步測(cè)試光纖傳感方法；屬稠油熱力開采，水平井段剖面溫度與壓力同步測(cè)試領(lǐng)域。它是用光纜專用設(shè)備將測(cè)試光纖下入帶有密封器的水平井內(nèi)油層射孔段中，進(jìn)行溫度與壓力測(cè)試。該方法在測(cè)試過程中不受方向和角度限制，溫度與壓力平衡不受影響測(cè)試精度和傳輸效果不受井眼影響，并能實(shí)現(xiàn)水平井段溫度與壓力同時(shí)鑒測(cè)，另外，所使用的光纖及其裝置具有傳輸容量大，速度快，抗電磁和地磁干擾性強(qiáng)，測(cè)試參數(shù)能在地面進(jìn)行直讀和存儲(chǔ)。
文檔編號(hào)E21B47/06GK101251008SQ20081001081
公開日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2008年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月31日
發(fā)明者劉付臣, 宋啟輝, 濤 張, 魏 曾, 楊天佑, 王風(fēng)巖, 明 馬, 黃昌義 申請(qǐng)人:遼河石油勘探局