[发明专利]油田注水井筒水质原位检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种油田注水井筒水质原位检测方法及装置，具体地说，涉及如何恰当利用激光检测水质数据和水质预测数据相比较，准确反映回注水在注水井筒注入过程中以及注入地层后的变化趋势，根据这种变化趋势提出相应的水质稳定控制措施，降低水质对地层的伤害程度。 

背景技术

注水开发油田是世界上应用较为广泛和行之有效的一种开发方式。而在注水过程中，注水水质的好坏直接影响油田的开发效果。但污水经处理站处理后在注水系统输送过程中，因腐蚀、结垢、细菌生长以及系统温度、压力变化等原因，导致水质变差，直至影响到注水井口和井底水质。所以，获取注水水质数据特别是注水井筒水质的实时变化显得尤为重要，只有在准确检测数据的基础上才能分析评价和改善注水水质。另外，针对低渗透及特低渗透油藏注水水质要求高，在强化回注污水达标处理的基础上，还要加强回注污水全程检测及控制，使回注水达标回注到地层。近年来，国际上注水水质检测技术正由采样检测向现场和在线检测方向发展。由于激光具有亮度点，而光纤具有损耗极低、直径细、质量轻、可绕性好、不受电磁干扰等优点，激光和光纤传感技术在现场和在线水质检测技术中得到了广泛应用。如美国CiDRA公司的科研人员开发了井下光纤多相流传感器，能够准确测定井下混合物的持水率。英国的Sensa、美国的CiDRA和Weatherford、荷兰的SHELL等公司研发了注水井筒内水体压力、温度等特性的检测技术与产品，其他水质指标检测技术仍在研发之中。 

本发明针对油田注水井筒中水质在不同深度和高温高压环境下发生变化而影响注水效果的现状，利用高精度激光检测分析技术，研发了一种注水井筒水 质浊度、粒径分布及离子浓度的检测方法及装置，具有一定的创新性： 

发明内容

本发明的目的在于提供一种油田注水井筒水质原位检测方法及装置，通过对井筒水质原位检测和水质预测数据相比较，准确反映回注水在注水井筒注入过程中以及注入地层后的变化趋势，根据注水井筒水质变化趋势，提出相应的水质稳定控制措施，降低水质对地层的伤害程度。本发明主要适应于回注水沿程水质不稳定，以及中低渗透和特低渗透油田回注水井筒的水质检测。 

本发明的技术方案是由以下方式实现的： 

本发明基于先进的激光和光纤传感技术，首先完成注水井筒水质激光检测整体系统方案设计，分别研究高温高压水质激光散射信号浊度、颗粒物粒径的定量关系，明确注水水质离子的紫外吸收光谱特性，采用半导体激光光源、耐高温高压光纤、光纤微透镜、光电探测器及全光纤探测，建立一套注水井筒水质激光检测分析系统，实现注水井筒水质的浊度、粒谱和离子浓度等信息的实时检测。最后，通过系统性试验与系统关键参数分析，优化完善注水井筒水质激光检测分析系统。主要创新内容如下： 

1、注水井筒水质原位激光检测系统设计 

如图1所示，一种油田注水井筒水质原位检测方法，其特征在于激光光源放置在地面以上，通过光纤准直器将光耦合入大口径耐热光纤中，并与设在油管上的相对设有发射光纤微透镜和接收光纤微透镜的集成探头上的发射光纤微透镜联接，发射光经发射光纤微透镜聚焦至高温高压液体及颗粒物上，散射光由多角度放置的接收光纤微透镜接收并通过光纤传输至地面处理器，处理器分别由多个探测器测量散射光信号强度，最后经过信号采集和处理系统完成水质多参数检测；按油田地面集输系统和注水系统的相关标准进行水质分析，将分析 结果输入水质腐蚀与结垢趋势预测软件，根据回注水在注入过程中温度、压力等参数的变化，预测水质及腐蚀结垢的变化趋势，确定水质变化的主要原因，提出相应的水质稳定控制措施。 

2、注水井筒水质预测反演原位检测数据 

在油田地面集输系统或注水系统按相关标准取样进行水质分析，将分析结果输入水质腐蚀与结垢趋势预测软件，根据回注水在注入过程中温度、压力等参数的变化，预测水质及腐蚀结垢的变化趋势，将预测的结果与注水井筒水质原位检测的数据进行综合分析，确定水质变化的主要原因，提出相应的水质稳定控制措施。在系统集成和测试阶段，进行稳定性测试。通过测量系统在不同温度和压力下的损耗曲线，对水质测量结果进行修正。