光纖傳感實(shí)時(shí)采集井下信息 助力石油開(kāi)采

  ICCSZ訊 石油資源日益減少，倒逼人類(lèi)不斷發(fā)展石油開(kāi)采技術(shù)，以提高油井的產(chǎn)量，最大限度發(fā)掘資源的利用率。用于輔助石油開(kāi)采的重要技術(shù)——光纖傳感技術(shù)的市場(chǎng)應用因而日益受到關(guān)注。

  結合國內經(jīng)濟發(fā)展方向，山東省科學(xué)院激光所特種光纖平臺的研究團隊歷時(shí)數年，研發(fā)出一種光纖傳感技術(shù)，形成了一套油水井光纖溫度、壓力、流量與含水率等多參數的智能油井測試系統。同時(shí)，該團隊研究開(kāi)發(fā)了光纖激光型水聲檢波器陣列，解決了海洋油氣資源地震勘探中地震檢波微弱水聲信號檢測難題。

  提高采收率和產(chǎn)量

  在油田的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，人們需要知道在產(chǎn)液或注水過(guò)程中有關(guān)井內流體的狀態(tài)等詳細資料，以及注蒸汽井的吸汽剖面測試和采油過(guò)程中的井筒熱場(chǎng)分布狀態(tài)，從而科學(xué)指導油藏開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)管理。由此來(lái)看，油井探測所用的傳感器可靠性和準確性是至關(guān)重要的。

  “油井作業(yè)，往往越深溫度越高，壓力越大。4000-5000米的深度，溫度高達200-300℃，壓力高達100mpa（兆帕），這樣的環(huán)境，傳統的電子傳感器是無(wú)法正常工作的?！鄙綎|省科學(xué)院激光所特種光纖平臺負責人倪家升對經(jīng)濟導報記者說(shuō)。

  井下惡劣的環(huán)境諸如高溫、高壓、腐蝕、地磁等，都會(huì )對傳統的電子傳感器進(jìn)行干擾。然而，光纖傳感系統卻可以克服這些困難，它不僅可以耐1000-2000℃的高溫，同時(shí)還耐高壓、耐腐蝕。

  不僅如此，它還解決了傳統電子傳感器的監測困擾。普通電子傳感器到井下采集信息時(shí)，油井必須停產(chǎn)，光纖傳感器卻可以做到實(shí)時(shí)監測?！耙簿褪钦f(shuō)，油井可以邊生產(chǎn)，邊通過(guò)光纖傳感器實(shí)時(shí)向井上傳輸監測信息。如此一來(lái)，大大節省了時(shí)間，油井的采收率和產(chǎn)量也大大提高?！蹦呒疑f(shuō)。

  監測精準實(shí)現降本增效

  隨著(zhù)國際油價(jià)大幅下跌，上游從事油氣開(kāi)采行業(yè)的企業(yè)感受到了巨大的壓力，仿佛進(jìn)入寒冬。如何在這一低迷的市場(chǎng)環(huán)境下實(shí)現突圍？大部分開(kāi)采企業(yè)選擇從開(kāi)采技術(shù)降本增效方面尋求突破，而由傳統的電子傳感器換成光纖傳感器無(wú)疑是明智的選擇。

  隨著(zhù)光纖傳感技術(shù)的不斷進(jìn)步和成熟，由省科學(xué)院激光所開(kāi)發(fā)的這一光纖傳感系統已經(jīng)在油井探測領(lǐng)域獲得廣泛應用，中海油、中石化等主流開(kāi)采企業(yè)均已有所使用。

  在實(shí)際應用中，開(kāi)采企業(yè)發(fā)現，這種光線(xiàn)傳感器可以高精度地測量井筒和井場(chǎng)環(huán)境參數，同時(shí)，光纖傳感系統具有分布式測量能力，可以測量被測量的空間分布，給出剖面信息。而且，光纖傳感系統橫截面積小，外形短，在井筒中占據空間極小。

  監測的精準性和實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)，讓開(kāi)采企業(yè)可以及時(shí)調整開(kāi)采工藝?！皩Φ叵碌男畔⒘巳缰刚?，遇到水多油少的情況時(shí)，就可以進(jìn)行調整，多出油，少出水，效率提高了，變相降低了成本?！蹦呒疑忉屨f(shuō)。

  這樣一來(lái)，將光纖傳感技術(shù)應用于石油開(kāi)采領(lǐng)域正成為該行業(yè)科技創(chuàng )新的方向。國際上石油巨頭不惜重金買(mǎi)入該設備，國內石油企業(yè)也紛紛加大科技投入，加入了升級改造、降本增效的行列。

  產(chǎn)業(yè)化前景廣闊

  “中國石油產(chǎn)量約2.1億噸，按提高采收率5%計算，每年的直接經(jīng)濟效益將達260億元以上，按1%的油井推廣本項目成果，那么市場(chǎng)預期將超過(guò)20億?！蹦呒疑缡窍蚪?jīng)濟導報記者介紹光纖傳感技術(shù)在石油開(kāi)采領(lǐng)域應用的市場(chǎng)前景。

  然而，蛋糕雖大，要吃到嘴里并不容易。為實(shí)現該項技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化普及，省科學(xué)院激光所特種光纖平臺研究團隊一直在為之努力?！耙豁椉夹g(shù)從實(shí)驗室到工地，還有很長(cháng)的一段路要走。這段路也是最艱辛的?！蹦呒疑f(shuō)。

  原來(lái)，走出實(shí)驗室的光纖傳感技術(shù)到實(shí)際應用時(shí)，遇到了傳感器穩定性差的問(wèn)題，在實(shí)驗室運行得挺好，可一到工地應用就出現不穩定的情況。單單這一問(wèn)題，研究團隊就用了好幾年去攻克。穩定性的難題解決之后，研究團隊發(fā)現，工程應用中的工藝細節問(wèn)題也亟待解決。光纜下井如何穿越，如何保護，這都是問(wèn)題，都需要進(jìn)一步細化、研究、解決。

  此外，目前油氣市場(chǎng)行情低迷，企業(yè)對這一技術(shù)的市場(chǎng)認知度還有待進(jìn)一步加強。為此，據倪家升透露，該所已經(jīng)與中海油研究總院合作成立了光纖傳感研究小組，共同推進(jìn)光纖傳感技術(shù)在油氣領(lǐng)域的應用。

  雖然這一技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化還有很長(cháng)的路要走，但是不容忽視的是，引入精準和實(shí)時(shí)監測的光纖傳感系統，進(jìn)而打造智能油井，已成為當前該行業(yè)升級改造的方向，產(chǎn)業(yè)化前景廣闊。