[实用新型]基于分布式光纤传感技术的井下流体识别装置

说明书

本实用新型提出了一种基于分布式光纤传感技术的井下流体识别装置，包括地面大功率电磁激发源、铠装光缆，所述的铠装光缆布设在金属套管外或金属套管内或固定在油管外或油管内；所述的铠装光缆内安置有均匀分布有三分量光纤电场传感器和三分量光纤磁场传感器；铠装光缆与地面的复合调制解调仪器连接。地面大功率电磁激发源向地下连续激发占空比为1的正反向方波源信号，根据实测的沿金属套管内外或沿油管内外的流体的真电阻率值确定各测点位置多相流体中水、油、气的比例，实现对油气生产井或注液驱替井在开发生产过程中井下流体的在线实时测量、识别和变化规律的长期动态监测。

技术领域

本实用新型属于分布式光纤传感技术领域，具体涉及一种基于分布式光纤传感技术的井下流体识别装置。

背景技术

光纤传感技术始于1977年，伴随光纤通信技术的发展而迅速发展起来的，光纤传感技术是衡量一个国家信息化程度的重要标志。光纤传感技术已广泛用于军事、国防、航天航空、工矿企业、能源环保、工业控制、医药卫生、计量测试、建筑、家用电器等领域有着广阔的市场。世界上已有光纤传感技术上百种，诸如温度、压力、流量、位移、振动、转动、弯曲、液位、速度、加速度、声场、电流、电压、磁场及辐射等物理量都实现了不同性能的传感。

井下光纤传感系统可以用于井下进行应力、应变、压力、温度、噪声、振动、声波、地震波、流量、组分分析、电场和磁场的测量。该系统以全铠装光缆结构为基础，传感器和连接及数据传输缆都用光纤制成。目前有多种井下铠装光缆的布设方法，比如安放在井下控制管线内、投放到连续油管内、直接集成到复合材料制成的连续油管管壁中、捆绑固定在连续油管外侧、投放在套管内和捆绑在套管外侧并用固井水泥进行永久性固定等布设方法。

现有的井下流体的识别方法有很多种，比如核磁共振井下流体识别装置及其井下流体识别探头、具有导电罩的井下流体传感器、导波井下流体传感器、井下流体特性的光谱成像、井下流体感应装置、井下流体含水率测量的单环阻抗式传感器、井下流体原位拉曼探测系统、分布式光纤传感的井下流体分布监测系统、井下流体光谱分析设备、利用微机电系统(MEMS)或其他传感器进行井下流体分析的装置、复合式井下流体识别及参数测量装置等。上述进行井下流体识别的方法和装置或系统大部分都存在井下传感器或探头结构复杂、安装工艺困难繁琐、可靠性和准确性低、很难实现在不影响油气井正常生产的条件下的全井段井下流体的在线实时测量或监测。

实用新型内容

本实用新型提出了一种基于分布式光纤传感技术的井下流体识别装置，利用跨井口或在井旁布设的大功率偶极电流源或环绕井口的大功率大回线电磁源，布设在套管外或套管内或固定在油管外或油管内的铠装光缆，测量井下流体电性参数的三分量光纤电场传感器和三分量光纤磁场传感器，地面光纤传感信号的复合调制解调仪器，组成基于分布式光纤传感技术的井下流体识别装置。

为实现上述目的，本实用新型的具体技术方案为：

基于分布式光纤传感技术的井下流体识别装置，包括地面大功率电磁激发源、铠装光缆，所述的铠装光缆布设在金属套管外或金属套管内或固定在油管外或油管内；所述的铠装光缆内安置有均匀分布有三分量光纤电场传感器和三分量光纤磁场传感器；铠装光缆与地面的复合调制解调仪器连接。

所述的地面大功率电磁激发源为跨井或在井旁布设的大功率偶极电流源或环绕井口的大功率大回线电磁源，大功率偶极电流源的两个向地下供电电极的间距为1000米到5000米；大功率大回线电磁源的直径或大回线每边长从1000米到2000米，地面大功率电磁激发源向地下连续激发的是占空比为1的正反向方波源信号。

优选的，所述的铠装光缆用环形的外金属卡子(10)固定在金属套管外壁，或用内金属卡子固定在油管外壁；

或者，所述的铠装光缆上设有永久性耐高温磁铁环，使铠装光缆吸附在金属套管内壁或油管内壁上。