[发明专利]基于分布式光纤传感的井下流体分布监测系统及监测方法

权利要求书

1.基于分布式光纤传感的井下流体分布监测系统，其特征在于，包括金属套管(1)，金属套管(1)内置有连续油管(2)，金属套管(1)外侧固定有第一铠装光缆(4)，连续油管(2)外侧固定有第二铠装光缆(5)；

金属套管(1)外侧固定有第一井下准分布式压力传感器(10)，连续油管(2)外侧固定有第二井下准分布式压力传感器(12)；

还包括放置于井口附近的DAS/DTS复合调制解调仪器(3)、井下压力传感器调制解调仪器(6)；

所述的DAS/DTS复合调制解调仪器(3)包括分布式声波传感和分布式温度传感；DAS/DTS复合调制解调仪器(3)分别与第一铠装光缆(4)和第二铠装光缆(5)连接；

所述的井下压力传感器调制解调仪器(6)通过第一铠装光电复合缆(11)连接第一井下准分布式压力传感器(10)，通过第二铠装光电复合缆(13)连接第二井下准分布式压力传感器(12)。

2.根据权利要求1所述的基于分布式光纤传感的井下流体分布监测系统，其特征在于，所述的第一铠装光缆(4)和第二铠装光缆(5)均为铠装光缆，包括单模或多模或特种光纤(21)，所述的单模或多模或特种光纤(21)外依次有内连续金属细管(22)和外连续金属细管(23)对其进行封装。

3.根据权利要求1所述的基于分布式光纤传感的井下流体分布监测系统，其特征在于，所述的第一井下准分布式压力传感器(10)、第二井下准分布式压力传感器(12)，为法泊腔光纤压力传感器，或光栅压力传感器，或压电晶体压力传感器。

多个第一井下准分布式压力传感器(10)通过第一铠装光电复合缆(11)按照相等的间距串联在一起；

多个第二井下准分布式压力传感器(12)通过第二铠装光电复合缆(13)按照相等的间距串联在一起。

4.根据权利要求1所述的基于分布式光纤传感的井下流体分布监测系统，其特征在于，还包括第一环形金属卡子(8)，所述的第一环形金属卡子(8)安装固定在金属套管(1)靴处。

5.根据权利要求1所述的基于分布式光纤传感的井下流体分布监测系统，其特征在于，还包括第二环形金属卡子(9)，所述的第二环形金属卡子(9)安装固定在连续油管(2)外侧。

6.根据权利要求1到5任一项所述的基于分布式光纤传感的井下流体分布监测系统的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)、把金属套管(1)和第一铠装光缆(4)同步缓慢的下入完钻的井孔里；

(b)、在井口把所述的第一环形金属卡子(8)安装在两根金属套管(1)的连接处，固定并保护第一铠装光缆(4)在下套管过程中不会移动和/或被损坏；

(c)、用高压泵车从井底泵入水泥浆，使水泥浆从井底沿金属套管(1)外壁和钻孔之间的环空区返回到井口，水泥浆固结后，把金属套管(1)、第一铠装光缆(4)和地层岩石永久性的固定在一起；

(d)、把连续油管(2)和第二铠装光缆(5)同步缓慢的下入固井完井的金属套管(1)井里；

(e)、在井口把所述的第二环形金属卡子(9)按照相同的间距安装在连续油管(2)上，固定并保护第二铠装光缆(5)在下连续油管(2)的安装过程中不被损坏以及使铠装光缆(5)与连续油管之间具有良好的声学信号耦合；

(f)、在井口处把第一铠装光缆(4)内的单模光纤连接到DAS/DTS复合调制解调仪器(3)的DAS信号输入端，把第一铠装光缆(4)内的单根多模光纤或两根多模光纤连接到DAS/DTS复合调制解调仪器(3)的DTS信号输入端；

(g)、在井口处把第二铠装光缆(5)内的单模光纤连接到DAS/DTS复合调制解调仪器(3)的DAS信号输入端，把第二铠装光缆(5)内的单根多模光纤或两根多模光纤连接到DAS/DTS复合调制解调仪器(3)的DTS信号输入端；

(h)、在井口处把第一铠装光电复合缆(11)、第二铠装光电复合缆(13)分别连接到井下压力传感器调制解调仪器(6)的信号输入端；

(i)、在油气生产期间，通过放置在井口旁边的DAS/DTS复合调制解调仪器(3)连续监测和测量金属套管(1)外侧第一铠装光缆(4)和连续油管(2)外侧第二铠装光缆(5)内的DAS和DTS信号，同时通过放置在井口旁边的井下压力传感器调制解调仪器(6)连续监测和测量金属套管(1)外和连续油管(2)外侧串联的第一井下准分布式压力传感器(10)、第二井下准分布式压力传感器(12)压力信号；

(j)、对DAS/DTS复合调制解调仪器(3)连续测量的DAS信号和DTS信号进行调制解调，将DAS数据和DTS数据转换成井下噪声强弱和温度高低的分布数据；

(k)、井下压力传感器调制解调仪器(6)对连续测量的井下压力信号进行调制解调，计算出井下每个压力传感器位置的压力数据；

(l)、根据监测和测量到的井下噪声、温度和压力数据，利用多参数综合反演方法计算出井下每个油气产出井段的油、气、水的流量及其变化，或井下每个注水或注蒸汽或注二氧化碳或注聚合物井段的注入量及其变化，从而实现对油气井开发生产过程及其变化的长期动态监测。