Диссертация (1173004), страница 7
Текст из файла (страница 7)
1.7).Подобный приборный комплекс на сегодняшний день является незаменимым длядетального изучения характера формирования теплового поля и, как следствие, дляобработки и анализа полученных из скважины данных на достоверном уровне.P[бар]I140P[бар]IIIIIIII6210058604862 оС6420002000250025004862 оС10.05.2016090 090 010:3111:363000300010.05.201611.05.2016 15.09.201616.09.201611:3110:3610:4110:4610:5110:5611:0111:0611:1111:1611:2111:2615:4713:1212:0613:07ВосстановлениепервоначальнойтемпературыЗакачка90 оС90 012:11ЗакачкаВосстановлениепервоначальнойтемпературыРис. 1.7 Распределенные оптоволоконные системы мониторинга скважинных данныхДостаточно полное представление о работе системы скважина-пласт могутдать эти весьма популярные на рынке оптоволоконные кабели, олицетворяющиеотносительно новый вид технологии контроля работы в ходе разработки, который,к слову, способен вести регистрацию данных совместно с автономными39глубинными манометрами и другими устройствами контроля.
Подобные системыначали активно внедряться около 10 лет назад, но, несмотря на это, уровень ихразвития и довольно высокая стоимость не нашли широкого применения натерритории России. Однако, они до сих пор остаются весьма эффективным в рядеслучаев инструментом для онлайн мониторинга и диагностики работы скважины.401.3 Основные выводы к главеОценив все сложности и неопределенности, возникающие при эксплуатациигоризонтальной скважины в процессе разработки исследуемых объектов, можетбыть отмечено несколько достаточно интересных и важных наблюдений,необходимых принять во внимание для дальнейшей оптимизации добычинефтепродуктов. Возможности классических методов стандартного комплекса ПГИ вгоризонтальном стволе при оценке профиля притока и приемистостисущественно затруднены в силу своей ограниченности в сложных условиях; Усовершенствованная многодатчиковая аппаратура, а также включение встандартный комплекс спектральной шумометрии позволяют более детальновыявить и изучить работающие интервалы, параллельно разделяя поток вскважине на легкие и тяжелые фазы.
Однако перечисленные методы далеконе всегда справляются с задачей оценки доли отдельных интервалов впритоке или закачке; Термометрия, проводимая в горизонтальных скважинах, обладает высокойпотенциальной информативностью по диагностике и оценке профиляпритока и приемистости, однако ее обработка и дальнейшая интерпретациячасто может быть затруднена одновременным влиянием на формированиетеплового поля нескольких термодинамических эффектов, влияние которыхсложно отличить друг от друга; Одним из наиболее эффективных путей реализации данного потенциалаявляетсяизучениеуправляемыхнестационарныхпроцессовтепломассопереноса в скважине и пласте, связанных с работой коллекторов; Упомянутые процессы отличаются малой длительностью, а ярко выраженнаядинамика размеров и формы регистрируемых за это время температурныханомалий несет информацию о скважине и пласте.Для их изучениятребуется внедрение в практику термометрии современных измерительныхсистем на основе распределенных по стволу температурных датчиков,41которые позволяют регистрировать интересующий параметр в режимеонлайн.42ГЛАВА 2.
ИЗМЕАРЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ДАТЧИКАМИ НАПРИЕМЕ ОПТОВОЛОКОННЫХ СИСТЕМ (ОВС) – НАИБОЛЕЕПЕРСПЕКТИВНЫЙ ПУТЬ РАЗВИТИЯ НЕСТАЦИОНАРНЫХТЕХНОЛОГИЙ2.1 Оптоволокно как средство получения сигналаНа сегодняшний день трудно представить практически любую сферудеятельности без автоматизированных систем управления. Мониторинг состоянияпромышленных систем, особенно в нефтегазовой отрасли, является неотъемлемойчастью их эксплуатации.
Для осуществления такого процесса необходимоиспользование специальных аппаратурных комплексов для контроля различныхфизических величин, таких как температура и т.д.Наиболее предпочитаемыми на рынке измерительных систем являютсятрадиционныеэлектронныеизмерительныетехнологии,предполагающиепреобразование измеряемого параметра в электрический сигнал и дальнейшую егообработку. Альтернатива этому подходу – использование распределенныхоптоволоконных систем измерения, в которых измеряемый параметр передается ввиде оптического сигнала по специальному кабелю.
Последние несколько лет всёчаще встречаются исследования с применением оптоволоконных датчиков, однаковнедряются они не так широко и применяются лишь в тех случаях, когдатрадиционные измерительные средства не могут быть использованы. В чем же ихособенность и какие возможности они перед нами открывают? При непрерывномдолговременном мониторинге профиля температуры в стволе информативныйпотенциал реализуется на максимально возможном уровне. По большей части этосвязано с возможностью детального изучения переходных процессов во времяизменения текущего состояния работы скважины (пуске, изменения режима,остановки), которые по физике протекают довольно быстро.432.2 Особенности оптоволоконных датчиковРаспределенный датчик производит измерения различных параметровисследуемого объекта вдоль всей длинны волоконно-оптического кабеля.
Этотволоконно-оптическийкабельявляетсялинейнымдатчиком(рис.2.1),представляющий собой непрерывный распределенный чувствительный элемент.Главным преимуществом подобной системы является колоссальная пропускнаяспособность линий связи, которые позволяют передавать весьма немалоеколичество информации с высокой скоростью [94, 95, 96, 109].Чтобы выделить основные достоинства оптоволокна, сперва следует понять,из чего состоит эта система и как она работает изнутри.внешняя оболочкакевларовыенити/бронятонкая внутренняяоболочкаплёнкапластиковыетрубочки-модулицентральныйсиловой элементоптические волокнаРис. 2.1 Структура световодаТак называемый световод сам по себе имеет два концентрических слоя –сердцевину и оптическую оболочку.
Внутренняя сердцевина предназначена дляпереноса света, окружающая его оболочка имеет отличный от сердцевиныпоказатель преломления и обеспечивает полное внутреннее отражение света всердцевину. Волокна имеют дополнительную защитную оболочку вокругоптической. Она представляет собой один или несколько слоев полимера ивыполняет защитную функцию от ряда факторов, которые могут повлиять наоптические свойства. Защитная оболочка не влияет на процесс распространениясвета по волокну, а всего лишь предохраняет от внешних воздействий [94, 95, 96,109].44Из физических особенностей можно отметить возможность передачиинформации со значительной скоростью (порядка 1.1 ТБт/сек), что обусловленовысокой несущей частотой.Кроме того, в оптическом волокне могутраспространяться световые сигналы двух разных поляризаций, что позволяетудвоить пропускную способность оптического канала связи.
По сравнению сдругими средами затухание светового сигнала в волокне очень малое, к примеру,одни из лучших образцов волокна имеют затухание порядка 0.1 дБ/км на длиневолны 1.55 мкм, что позволяет строить линии связи длиной до 100 км безрегенерации сигналов.Крометого,восновеоптоволоконногокабелялежитширокораспространенный материал, состоящий из двуокиси кремния, а потому всравнении с теми же самыми медными датчиками, он является весьма недорогим идовольно практичным, в добавок к этому компактным и легким. Важное свойствооптического волокна - долговечность. Время жизни волокна, то есть сохранение имсвоих свойств в определенных пределах, превышает 25 лет, что позволяетпроложить такую систему один раз и, по мере необходимости, наращиватьпропускную способность канала путем замены приемников и передатчиков наболее быстродействующие.Наряду с такими явными плюсами оптоволоконные комплексы имеют и своинедостатки.
При создании линии связи необходимы активные высоконадежныеэлементы, преобразующие электрические сигналы в свет и свет в электрическиесигналы. Требуются также оптические соединители с малыми оптическимипотерямиибольшимресурсомнаподключение-отключение.Точностьизготовления подобных элементов должна соответствовать длине волныизлучения, поэтому очень важно, чтобы погрешности составляли не более долимикрона. В связи с этим производство, установка и содержание таких компонентовоптических линий связи очень дорогостоящее.Разрешение по глубине у стандартных волоконно-оптического кабелей равнооколо ±2 м. Большинство защитных материалов стандартных волоконнооптических кабелей не предназначены для использования в экстремальных45условиях в скважине, связанных, например, с применением нагнетания паравысокого давления.
Помимо этого, постоянное тепловое расширение и сжатиеможет привести к преждевременной усталости и износу.462.3 Основные типы оптоволоконных датчиков и их характеристикиСуществуетмножествоклассификацийоптоволоконныхсистем.Поколичеству режимов распространения, по которым проходит свет, типы кабелейпринято разделять на 2 группы (рис.2.2): Многомодовый кабель (более дешевый, но менее качественный); Одномодовый кабель (более дорогой, но имеет лучшие характеристики).Многомодовый кабель, наиболее часто используемый в небольшихпромышленных, бытовых и коммерческих проектах, имеет самый высокийкоэффициент ослабления и работает только на коротких расстояниях, а такжеобладает ограниченной пропускной способностью и используется для передачиданных со скоростью до 200 Мбит/с.
Если говорить более детально, то умногомодового волокна диаметр сердцевины составляет 50 - 60 мкм, что делаетвозможным распространение в нем большого числа волн; выделяется при этомступенчатый профилем и градиентный. Последний характеризуется монотоннымизменениемвеличиныкоэффициентапреломленияnподиаметру,чтообеспечивает более благоприятные условия для передачи энергии по длине кабеля.Одномодовый кабель используется в высокоскоростных соединениях (выше10 Гбит/с).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
