井下温度监测-上海光子光电传感设备有限公司.doc

井下温度监测系统设计简析 项目背景 井温是生产测井中必不可少的一个测量参数，几乎所有的组合测井仪都包括此项测量内容。准确的井温测量对于地质资料解释和油井监测等都具有十分重要的意义，尤其在稠油热采工艺中，井温的监测显得非常重要。目前常规的井温测量方法存在不足：温度传感器的热平衡时间长；传感器的移动会影响井下原始温度场的分布；无法在高温高压环境下对井下的温度场分布进行长期的监测。 光纤传感器作为传感器中一支新秀，已被国内外公认为最具有发展前途的高新技术产业之一。它具有灵敏度高、体积小、易于敷设、对被检测场无破坏与干扰、抗电磁干扰能力强、能够进行分布测量以及传感信息易于通过光纤传输与组网等特点，是对已有的传感技术的发展与补充，它所具有的独特性能代替光纤测系统，提供了几近完美的探测性能。监测系统必须保证：(1)油田井下温度的实时监测；(2)根据实际工程需要情况，沿油井垂直方向，实现全方位分布式监测； (3)准确定位位置显示事故时的状态(4)通过辅助软件光纤分布式监测系统所探测到系统总体设计方案 设备的布置必须结合的结构特点，从全面覆盖、安装便利上通盘考虑。 本方案所采用的光纤分布式监测系统，能将任意位置的实时温度显示出来，并连接到信息网，。 一旦发现所测量温度值超过标准设定报警温度时，光纤分布式温度监测系统把实时报警信号送到报警主机，报警控制主机随后将发出声光报警并显示，同时把报警信号上传至管理。主要特点 优点 操作人员可以定义告警条件，把分成多个区域，设定相应操作 根据的不同，操作人员可以自定义不同的报警温度阈值 实时数据，高温度和空间分辨率（高达0.01，1m），测量可重复性高 克服了人工监测片面及误差大的弊端，自动监测温度异常情况，且给出准确定位。降低了漏报、误报的概率 光纤传感传输 抗EMI，没有电气或移动部件，可以简便部署，且不存在安全隐患 集成式开关和自动调度功能 根据具体项目的实际情况，可利用一台DTS设备对多个的温度进行监测 标准接口 可以简便的集成到管理控制系统中，还可以把在线生成的数据集成到实时温度等级系统或数据库中 业内领先的质量，使用寿命长 降低了维护和支持成本 现场设备布置图一个。DTS 主机放置在控制室，同时原始的温度数据可以在本机或远程提取与查看。DTS光纤分布式温度监测系统主机通过多输出方式将所探测的信号反馈给，的探测光缆分区， 可以选择单通道或多通道，每个通道对一口油井进行监测，探测光纤的长度由实际情况决定。 图1 现场布置示意图 感温光缆的铺设 对光纤测温系统而言，光纤本身既是传感介质也是传输介质，在测量时，不需要温度探头和电缆设备，主要的施工方式有两种：移动方式和固定方式。 移动方式：移动方式与常规的电缆测井施工方法类似，即将光纤放入井中，所不同的是无须挂接测量仪器。主要用于注蒸汽井注水井的注入剖面、自喷井产出剖面、套管井的井况测试。 固定方式：将外披钢丝光纤与生产管柱捆绑后下入井下，直到下一次作业时起出，传感光纤在较长的一段时间内固定于井下，这种工作方式主要用于对重要的油气井的井下温度分布进行长期不间断的监测，尤其是在注蒸汽热采井中，通常使用固定式。可用于深井泵、螺杆泵、采油井、高凝油井、稠油井的生产动态剖面测试。 数据处理及分析（DTS软件） 光纤分布式温度监测系统的采集文件被转换并输出到文件夹中。表格的每一栏都代表了电缆线路上一个地理位置点的不同温度值。每一行都显示了一个获取数据的空间温度曲线分布。不同的获取的数据点的空间分辨率是1米。以这个表格为基础，绘制两种类型的图表用做进一步的分析。一种是显示光缆线路上温度与空间分布曲线图，另一种显示某一特定点的温度随时间变化曲线图。对于温度空间分布曲线图 图2 软件界面 从图中可得到温度最大值 MxФ(x)温度算术平均值 MyФ((x)温度最小值 miФ((x)温度变化值 ΔФ(x)标准偏差值δ(x)温度变化值ΔФ(x) 用于检测存取期间，每一点上的温度变化。标准偏差值ΔФ(x)用来确定利用计算得出值的可靠性。 DTS温度监测系统软件拥有友好的中文操作界面、强大的数据库功能，更直观的显示待测物的温度分布。这里给出我们金山石化油罐测温的DTS软件主界面，如图3所示。 图3 金山石化油罐测温软件主界面 小结 近年来，分布式光纤传感市场以每年60％以上的速度递增，越来越得到各个领域人士的认可。目前，在国内，在隧道火灾自动报警、电缆温度监测中，分布式光纤传感系统都已经有了不少的应用案例。DTS可以提供几近完美的解决方案。 基于拉曼散射的DTS研究起步较早，技术上趋于成熟，应用到温度监测中，突出的优势主要表现在： 实现了分布式的在线监测，大大降低了漏报、误报的可能性； 根据的不同，可对报警温度自行设定，且可进行分区，每个区的阈值均可改变； 利用一台D