基于光纤光栅的油井出砂点井下检测方法研讨.pdf

第 l3卷 第7期 2013年3月 科 学 技 术 与 工 程 Vo1．13 No．7 MaL 2013 1671— 1815f2013)o7—1753—05 ScienceTechnologyandEngineering ⑥ 2013 Sci．Tech．Engrg． 基于光纤光栅的油井出砂点井下检测方法研究 刘 刚 刘澎涛 韩金亮 马召清 (中国石油大学(华东)石油工程学院。，青岛266580；中国石化集团新星石油有限责任公司 ，北京 100083) 摘 要 在油井生产 中，各种原因都可能会引起油井严重出砂，直接影响油井的正常生产。因此一套能够检测油井出砂点的 系统，是非常重要的。分析研究了国内外油井出砂点检测的现状，从可能检测出砂点的方法设备中优选 出了一种光纤光栅检 测设备 ，对其进行 了原理设计和概念设计。基本思路是将探测仪下入井下，采用光纤光栅传感器接收砂粒撞击引发的高频振 动，将转换后的光信号通过光缆传输到地面，再经过滤波、放大、转换、分析等处理 ，综合识别 出砂特征信号，从而判断出砂状 况。为油井的出砂点检测、管串维修和防砂工艺提供了一种新的思路。 关键词 油井出砂 信号检测 光纤光栅 设备设计 中图法分类号 TE358．1； 文献标志码 A 在生产井中，由于各种各样的原因，会经常出 法 、ER技术检测法 J、超声波探测仪法。 现套管、防砂管损坏的情况 ¨j。套管、防砂管的这 1 油井出砂点检测方法优选及可行性分析 些损坏都可能会导致油井发生出砂问题。出砂后， 砂子会在井下沉积形成砂堵，降低油井产量，还会 为准确检测油井出砂点、出砂量、出砂速度等 磨损设备及井下工具，出砂严重的将引起井底坍 方面出砂信息，需要有一套井下检测设备，即将传 塌，甚至使油井停产。 感器下入井下，将检测到的出砂信号调制为其他信 所以油田对油井的防砂异常重视，然而有效地 号，再经过传输线输送到地面，进行处理和分析，得 防砂又是建立在能够检测到出砂和出砂点位置的 到出砂状况。根据调研结果，针对国内井眼条件， 基础上的，因此，油井出砂检测和出砂点识别意义 对比可能用于检测出砂的三种设备——振动检测 重大。 设备、超声波检测设备、光纤光栅检测设备，优选出 现阶段，国内外最常用的检测方法是井下电视 一 种，并进行可行性分析。 法。但是其检测要求苛刻，检测质量与井下情况有 1．1 油井出砂检测方法优选 很大关系。同时，还存在测井时间长、测井成本昂 1．1．1 传感器的优选 贵等问题。 根据调研可知，目前能够检测油井出砂的传感 在国外 ，早在20世纪70年代就开始了出砂检 器主要有三类：振动传感器、超声波传感器、光纤传 感器。他们均可以将出砂信号调制为其他信号，再 测理论，并已经研制出了相关的检测设备。最主要 的出砂检测方法有 四种：井下 电视法、振动检测 经过相应电路解调，最终得到出砂信息。 下面从结构、灵敏度、频率、量程、环境适应性 国家科技重大专项课题 等几个方面分别 比较国内常见的压电式加速度传 (201lzx05O24_o0305)资助 感器、压电式超声波传感器和光纤光栅加速度传感 第一作者简介 ：刘 刚，教授 ，硕士生导师，研究方向：油气井压力控 器，见表 1。 制理论及工艺技术、振动检测在油气钻采中的应用，E—mail：lg87323 可以