[发明专利]一种煤层气压裂水平井多点监测系统在审
申请号: | 201810973006.5 | 申请日: | 2018-08-24 |
公开(公告)号: | CN109209349A | 公开(公告)日: | 2019-01-15 |
发明(设计)人: | 张天翔;甄怀宾;刘曰武;朱卫平;孙伟;高大鹏;何东琴;彭宏钊;王倩;黄伟强 | 申请(专利权)人: | 中石油煤层气有限责任公司;中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司 |
主分类号: | E21B47/06 | 分类号: | E21B47/06;E21B47/135 |
代理公司: | 北京市隆安律师事务所 11323 | 代理人: | 权鲜枝;何立春 |
地址: | 100028 北京市*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 光纤传感器 铠装光纤 水平井 多点监测系统 光谱解调仪 气压 煤层 反射激光 光谱 计算机 井下电子线路 数字信号计算 抗干扰能力 耐高温高压 长期稳定 监测位置 接收光纤 扫描激光 数字信号 压力信息 体积小 位置处 压裂井 传感器 井下 压裂 反射 解析 下放 发送 携带 监测 申请 | ||
本发明公开了一种煤层气压裂水平井多点监测系统,包括多个光纤传感器、铠装光纤、位于地面的光谱解调仪和计算机;光纤传感器随铠装光纤下放到压裂水平井中不同段的待监测位置处,光纤传感器通过铠装光纤连接光谱解调仪;光谱解调仪通过铠装光纤向光纤传感器发送扫描激光,并接收光纤传感器反射回的、携带有温度和压力信息的反射激光,并从反射激光中解析出光谱数字信号发送给计算机;计算机根据光谱数字信号计算出井下各光纤传感器位置处的温度和压力值。本申请提供的煤层气压裂水平井多点监测系统,不需要设置井下电子线路,体积小、耐高温高压、抗干扰能力强,能长期稳定地监测压裂井井底的压力和温度。
技术领域
本发明涉及压裂井检测技术领域,特别涉及一种煤层气压裂水平井多点监测系统。
背景技术
井下压力监测作为煤层气藏动态监测的主要内容之一,在落实储层有效渗透率和气藏压降解吸范围、确定储层连通状况、研究煤层气井排采规律、了解地层能量状况、指导气井稳产增产措施的实施、提高煤层气产量等方面,具有很大的指导作用。目前国内应用的压力测试技术主要有以下两类:不定期压力监测方法、永久式井下压力监测。
不定期压力监测方法包括:直读式测压技术和存储式测压技术,其中直读式测压技术是指采用电缆测试车将直读式生产测井仪下入油井测试层段,通过地面供给井下仪器电源,井下仪器将检测的压力值通过电缆传输到地面测井仪表进行处理。存储式测压技术是指采用钢丝绞车将存储式压力计下入油井测试层段,压力计由自带电池供电,按内置软件设定的采样程序和间隔对井下压力进行检测,其测量数据存储在仪器存储器中,测试完后,钢丝绞车将仪器取出,通过专用软件读取压力计存储器中的数据,并进行相应的处理。然而,不定期测试导致资料间断,不完整,资料连续性、可对比性较差,在生产实践中难以应用。
永久式井下压力监测是将压力计连接到生产管柱上一起下井,并长期置于井下,对井下压力长期实时监测的测试技术。永久式井下压力监测包括毛细管测压技术等,毛细管压力计是将充满氮气的专用毛细钢管绑在生产管柱下入井中,井下压力由毛细管传至井口,在井口由高精度的压力探头和变送器进行测量。永久式井下压力监测具有长期测量,方便使用的特点,然而针对井下地热等导致的复杂情况,尤其是对于需要高压操作的压裂井,如何适应井下环境设置永久使用的监测装置十分重要。
发明内容
鉴于现有技术压裂井井下环境监测的问题,提出了本发明的一种煤层气压裂水平井多点监测系统,以便克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种煤层气压裂水平井多点监测系统,包括多个光纤传感器、铠装光纤、位于地面的光谱解调仪和计算机;
光纤传感器随铠装光纤下放到压裂水平井中不同段的待监测位置处,光纤传感器通过铠装光纤连接光谱解调仪;
光谱解调仪通过铠装光纤向光纤传感器发送扫描激光,并接收光纤传感器反射回的、携带有温度和压力信息的反射激光,并从反射激光中解析出光谱数字信号发送给计算机;
计算机根据光谱数字信号计算出井下各光纤传感器位置处的温度和压力值。
可选地,光纤传感器为光纤光栅传感器,包括用激光微工艺写入光纤的测压光栅和测温光栅。
可选地,测压光栅由耐高温耐高压材料屏蔽封装在取压器内。
可选地,压力光栅和温度光栅为光纤布拉格光栅,光纤布拉格光栅的基底材料为Ni基恒弹合金。
可选地,光纤光栅传感器采用差动式内压力结构。
可选地,光纤传感器利用耐高温耐高压的粘接剂粘接制作。
可选地,光纤传感器包括:串联在光纤的纤芯端部的光纤布拉格光栅温度传感器元件和光纤F-P腔压力传感元件。
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