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ProductionEnhancement光纤监测技术——从油气井监测到油藏管理光纤监测技术1来自世界领先服务商的尖端光纤技术PINNACLE是哈里伯顿公司专业从事油藏与压裂监测的部门，是光纤产品开发与应用行业领导者。PINNACLE在微地震监测与微变形监测方面已经取得了行业领导地位，我们正在促进光纤传感技术与解决方案的革新，使其达到同样卓越的水平。光学应用中心在休斯敦PINNACLE光学应用中心，我们正不断的开发新的独特的满足或超越ISO90011标准的系统来提高光纤的精度、寿命和能力。正是这种敬业精神使PINNACLE不断的突破各种不可能的极限，帮助PINNACLE成为光纤服务行业内领先的服务商。光纤监测技术2DistributedSensing&FiberPointSensor/FlowWatch应用数据显示问答机光缆传感器油井监测的新阶段光纤传感技术代表了油井监测的未来，光纤传感先进技术可以提供完整、实时的井底情况且不干扰油井作业。光纤安装到井中，作业者不再需要传统的生产测井、示踪剂测井或VSP测井的地震检波器等。现在，一根光纤获得的多重诊断结果，可以帮助降低作业风险减少作业费用。FiberWatchSMService它是PINNACLE光纤技术、软件、诊断系统与服务等综合业务的总称。它包含了作业者所需要的全部信息，带给作业者对井底及储层新的认识。光纤的其他应用管线泄露监测电力系统过载监测液化天然气工厂监测工厂火灾监测井的建设完井/增产生产/注入井的完整性重复改造FlowWatch井的建设监测服务StimWatch®增产改造监测服务FlowWatch生产/注入监测服务FlowWatch井的完整性监测服务StimWatch®增产改造监测服务优化作业贯穿井的生命周期光纤监测技术3StimWatch®是PINNACLE注液剖面分析服务。通过监测井的温度分布我们能够准确地识别液体在井筒的什么位置进入地层。这对于多段完井非常有帮助，作业者可以据此判断是否所有目的层都被改造到。这些数据被可被实时地传输到地面，这是StimWatch®拥有其他任何系统都没有的优势：优化施工效果：对液体分布的认识可以帮助作业者了解如何提升完井效率及施工设计。提高经济性：准确了解裂缝起裂位置可以帮助作业者对施工做出相应的调整，使液体转移到未被改造到的储层区域。降低作业风险：实时信息使作业者能及时发现封隔器、桥塞或尾管悬挂器的故障，并在继续施工前采取维修措施。StimWatch®增产改造实时监测案例分析Barnett页岩增产改造监测作业者在两口邻井部署了微地震监测仪器，并在压裂井套管外永久式部署了光纤。StimWatch被用于实时监测储层的进液点，并与微地震监测所得的裂缝形态进行比较。这使作业者全面地了解了近井筒区域的完井效果，以及它如何影响裂缝在储藏中的延伸。阶段3阶段2膨胀封隔器直接接触光纤压裂液体未改造到的区域施工排量增加施工阶段三地层正在进液分布式温度实时监测DTSStimWatch可以显示出近井筒区域的液体流动、未改造井段部分（白色椭圆）以及压裂施工阶段三期间的封隔器泄露。光纤监测技术4FlowWatch®实时生产监测FlowWatch®监测与诊断服务利用分布式光纤监测生产期间的全井动态信息，帮助作业者识别各层产量、监测人工举升、发现油管内结垢或沉积等问题来了解井的生产情况。我们能够准确地将井底的温度及声波变化与每一层液体和气体的产出位置与产量相关联，为作业者对井的产量、完井效果、油藏丰度等做出关键决定时提供坚实的基础数据。确定各层产量：了解各层段的产量贡献，如各层油气日产量，确定见水位置及产水量等，使作业者能够将其与施工设计、地质与储藏属性等关联起来。提高经济性：光纤能够嵌入到油管中以获取生产剖面信息。我们的可回收式光纤服务不需要修井钻台即可操作，大幅地降低了获得生产测井数据所需的综合费用。监测井的动态：随着储层衰竭，或者当井部署人工升举系统时，产量如何变化呢？利用DTS，我们可以确定这口井生产周期内的流体力学、各层产量贡献、流体相位改变等信息。提高蒸汽利用效率：实时监测SAGD及CSS井蒸汽驱动情况及盖层完整性等，优化采收率、提高蒸汽利用效率。其他：确定层间窜流、预警定位窜水位置、实时监测固井质量、确定封隔器效果、识别井下工具工作情况。气井实时DTS监测可以帮助作业者识别出产量最大的的层段以帮助确定后继开发水平井的部署位置。停泵后记录时间15：10-15：32井底压力-1338psi地温曲线无天然气产出可以看到4个层段中有3个在产气光纤监测技术5单点式与分布式监测光纤传感分为两个类型：分布式（光纤本身）与单点式（非光纤本身的）传感器。分布式监测是利用光纤自身来监测全井筒长度上的温度、声波及形变。Pinnacle的FiberPointTM单点式传感器，特点是小巧、耐用、高精度，以高带宽光缆连接并部署在井里。这些单点式传感器能够沿光纤地部署在井筒的关键位置从而帮助整条光纤取得一个准确的分布式的温度剖面结果。分布式感应分布式感应是将光纤自身作为传感器。物理属性，比如温度、压力或形变能够暂时改变光的反向散射方式。通过向光纤发送一个特殊的激光束，分析反向散射光强度的衰减情况就可以精确地测量出这些温度、压力或形变等物理属性。分布式监测的优点是它可以收集全井筒长度上数以千计的点的数据。实时DTS数据显示分布式监测的分类分布式温度监测DTSDTS是最为广泛使用的分布式监测技术，它能够精确测量光纤上每米的温度，最高工作温度达到300℃，精确到0.1℃，分辨度0.01℃。分布式声波监测DAS可以看做为有效地将光纤转变为一串地震检波器（或麦克风），以识别流体密度、流体运移、套管泄露或设备磨损和故障的早期探测。DAS也是传统VSP测井的高性价比替代技术，DAS可以提供数以千计的感应点及重复的时移图像。分布式形变监测DSS能够帮助确定套管变形位置与严重程度，或提供增产改造期间射孔段处产生的应力情况。光纤监测技术66FiberPointTM传感器是被设计应用于地球上最恶劣环境下的最精密的测量工具。不同于传统的传感器，FiberPoint传感器没有内部电子元器件，而后者在恶劣环境下极易损坏，因此，FiberPoint开启了更大范围井底环境测量的新可能。FiberPointSolarOpticTM传感器能够精确地测量温度与压力这两个对作业者来说最关键的信息。另外，Pinnacle正努力开发其他的FiberPoint传感器以便为井底测量创造新的机会，包括化学传感器、三分量地震检波器及倾斜仪等等。可在极端温度与压力下工作由于光纤监测不需要使用极端环境下极易损坏的电子元器件，使其在高温高压环境应用中成为一个完美的选择，比如地热井及稠油井等。FiberPointTM传感器光纤监测技术7RedTraceTM高性能光缆光纤是一种光可在其中间传输的透明玻璃制品，其粗细与人类发丝相当。不同于普通的通讯光缆，为监测油气井设计的光纤采用了特殊的化学工艺、涂层及制作技术以使其能够抵御井底的恶劣环境。多年来，PINNACLE专注于研究与测试以选出最适合于油气井的光纤，成就了独具优势的RedTraceTM光缆。先进的光缆设计与安装技术保证了光缆安全下入井中。同时，为确保光缆长时间可靠的工作，我们为每根光缆选择最匹配的SensorTran问答机，并使用PINNACLE达到ISO认证标准的内部的工程与制造设备对整个系统进行校准。客户信任PINNACLE的技术、经验和专注，PINNACLE帮助客户选择最优化的光缆应用于稠油开采、非常规油藏及深水井开发等。部署选择基于不同的工作需求，光缆光纤可以通过多种方法部署到井中。永久地安装在套管或油管外是油气井全生命周期监测的最优选择。短期监测可以通过使用钢丝、连续油管、牵引车甚至泵送的方法将光纤部署到井中。表层套管油管内（可回收式）油管外（永久式）套管外（永久式）生产套管油管光纤井底温度和压力计及其载体过接箍保护卡表层套管生产套管油管管尾可延长至的射孔段以下井底温度和压力计及其载体光纤过接箍保护卡表层套管生产套管油管井底温度和压力计及其载体光纤光纤监测技术8SensorTran光纤问答机光纤与光缆是光缆绳系统的两个重要组成部分，但是激光问答机才是运行和分析真正发生的地方。问答机发送一个脉冲激光到光纤中，然后记录反射到问答机中的反向散射光的数量及类型。通过复杂的软件计算方法，这些反向散射光被转化为测量数据。我们的SensorTran使用的不是电信系统的激光发生器，而是特别的单波长或多波长激光发生器，生成应用在油气井监测中所需要的特殊波长。我们制造的所有光纤问答机都符合ISO9001标准。当作业者想要确保长期的监测作业而不用去考虑诸如弯曲损失或氢损等有害作用而导致的衰减影响时，PINNACLE双激光问答机可以帮助实现这个目标。哈里伯顿的专利技术PerfectVersionTM双激光系统利用特殊的激光波长自动补偿氢损导致的衰减。PerfectVersionTM系统可以在GeminiTM及NeptuneTMDTS问答机中使用。FiberViewTM软件沿光纤长度上有大量测量数据点，收集、储存并分析这些数据将是一个及其困难的复杂任务。PINNACLE的FiberView软件可以将这些大量的数据转换到可视化平台并通过算法自动解释以便工程师们能够专心于做出决策。FiberView软件可兼用于分布式及单点式温度监测数据的处理。PINNACLE的SensorTranAstraTM问答机使用传统的单波长激光系统，可以获得出色的光纤监测效果，而价格却只是其他复杂解决方案的一小部分。8我们提供世界上唯一的海底DTS问答机NeptuneDTS问答机可以在10000英尺的水底工作，甚至达到其他系统无法到达的地方，提供给作业者清晰的井况。光纤监测技术9DTS的工作原理DAS的工作原理分布式温度监测技术（DTS）利用问答机向光纤内发送激光脉冲，光的一部分因光纤非绝对纯净而被反射回来，其中的反向散射光的反斯托克斯波光强对温度敏感而斯托克斯波光强基本不受温度影响，通过分析反向散射光的特点便可以得出整个光纤长度上的温度剖面。分布式声波监测（DAS）技术利用问答机向光纤内发送两簇激光脉冲，光的一部分因光纤非绝对纯净而被反射回来，反向散射光的瑞利波受声波影响会产生相位变化，即两个瑞利波峰间距会受声波的影响产生相应的变化，通过分析与计算可以确定每米光纤上的声波幅度。光纤监测技术1010光纤的未来哈里伯顿致力于研发新的对未来能源行业产生重大影响的解决方案，光纤技术将会是关键的一个方面。PINNACLE光学应用中心正在开发下一代的光纤产品，包括下一代的光纤传感器、海面及海底的元器件、视情保养与维修能力等。光纤监测技术10