2002年8月,Norsk Hydro ASA公司完成了業(yè)內(nèi)第一口多光纖傳感器智能井。光纖測(cè)量系統(tǒng)安裝在北海挪威海域Oseberg st(東)E-11C井,包括在井內(nèi)安裝多光纖壓力計(jì)/溫度計(jì)、分布式溫度傳感(DTS)光纖及地面操縱智能完井流量控制裝置。所有光纖傳感器都由Weatherford公司生產(chǎn)。自設(shè)備安裝以來(lái),井下傳感器陣列已經(jīng)為日常油田生產(chǎn)管理提供測(cè)量數(shù)據(jù),作業(yè)者能在整個(gè)油田生產(chǎn)壽命期間進(jìn)行戰(zhàn)略性油藏管理。E-11C井的井下壓力計(jì)/溫度計(jì)提供兩個(gè)產(chǎn)層的連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù);DTS傳感光纖提供整個(gè)井眼的溫度數(shù)據(jù);一根直徑14in的光纜把測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛妗?
1.完井計(jì)劃
E-11C井的完井面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),除井下異常惡劣的高溫/高壓環(huán)境外, 要在兩個(gè)層段實(shí)施完井作業(yè)。油田管理者計(jì)劃把E-11C井轉(zhuǎn)成注水井。為此,完井方案中使用了液壓操縱滑套和層段隔離設(shè)備。壓力計(jì)/溫度計(jì)及DTS光纖的終端在襯管懸掛器的正上方(測(cè)量深度12387ft,井斜角73.2°),比95/8in生產(chǎn)封隔器低771ft。井眼初始?jí)毫?290psi,地層溫度257°F。每支監(jiān)測(cè)儀都有一個(gè)封裝在傳感器承壓筒內(nèi)的單芯全玻璃微結(jié)構(gòu)傳感器。傳感器的最大連續(xù)作業(yè)溫度和壓力分別為320°F和20000psi。
兩個(gè)單點(diǎn)壓力計(jì)分別連接專用光纖,其中一個(gè)探測(cè)器監(jiān)測(cè)油壓,另一個(gè)探頭監(jiān)測(cè)套壓。傳感器安裝在直徑5-1/2in的承載筒上。承載筒上加工了NSCC螺紋及保護(hù)控制閥液壓線的特殊切槽。兩根光纖的連接點(diǎn)在承載筒頂部的Y型接頭中。從Y型接頭開(kāi)始,長(zhǎng)771ft的標(biāo)準(zhǔn)井下光纜(由3根光纖組成)下入到直徑95/8in的生產(chǎn)封隔器。封隔器的兩端分別裝有干式接頭,以便現(xiàn)場(chǎng)安裝第二段從生產(chǎn)封隔器到油管懸掛器的光纜,該光纜長(zhǎng)11608ft。下入井內(nèi)光纜中的三根光纖有兩根用來(lái)與單點(diǎn)傳感器通信,第三根多模式光纖用作DTS測(cè)量。DTS光纖的終端位于Y型接頭中,提供從Y型接頭到井口整個(gè)井段的溫度測(cè)量數(shù)據(jù)。
2.井下設(shè)施安裝
Oseberg st的鉆臺(tái)很小,沒(méi)有足夠的空間安放卷盤(pán)機(jī)。因此只能從管子甲板上把控制線下入井中。當(dāng)傳感器承載筒被吊到鉆臺(tái)上時(shí),長(zhǎng)2625ft的完井設(shè)備已經(jīng)下入井中。對(duì)接承載筒與完井鉆柱后,固定好傳感器并進(jìn)行壓力試驗(yàn),然后將Y型接頭固定在特殊接箍中。用小卷盤(pán)機(jī)將第一段光纜下入到生產(chǎn)封隔器位置,然后用大卷盤(pán)機(jī)把另一段光纜下入井中。卷盤(pán)上安裝了光纖滑環(huán)/換向器,以便在下井過(guò)程中連續(xù)監(jiān)測(cè)溫度計(jì)/壓力計(jì)。當(dāng)光纜下入井內(nèi)后,臨時(shí)安裝了一個(gè)聯(lián)頂連接器以保證在安裝/測(cè)試過(guò)程中能讀出傳感器的數(shù)據(jù)。在計(jì)劃的時(shí)間內(nèi)完成了E-11C井的完井作業(yè),沒(méi)有出現(xiàn)問(wèn)題。井下傳感器連續(xù)提供實(shí)時(shí)井動(dòng)態(tài)資料。
3.地面采集裝置
為了傳輸高質(zhì)量的數(shù)據(jù)流,應(yīng)用了包括沿井下光纖分布的光學(xué)傳感器、地面或井口設(shè)備及地面數(shù)據(jù)采集裝置(RMS2)的系統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法。設(shè)計(jì)中盡可能簡(jiǎn)化井下監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的元器件以保證測(cè)量的可靠性,因此光學(xué)技術(shù)的很大一部分如光電解調(diào)裝置都保留在地面RMS2內(nèi)。
Oseberg st地面系統(tǒng)中的光學(xué)解調(diào)裝置控制所有井下測(cè)量,它為井下傳感器提供光源,測(cè)量來(lái)自井下傳感器光信號(hào)的反射波長(zhǎng),并用相應(yīng)刻度軟件將波長(zhǎng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成工程值。所有測(cè)量數(shù)據(jù)都保存在當(dāng)?shù)氐挠脖P(pán)中并帶有測(cè)量時(shí)間標(biāo)記。每天都產(chǎn)生一個(gè)新的測(cè)量文件,以便于日后能迅速查找保存的測(cè)量數(shù)據(jù)。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)平臺(tái)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街鳈C(jī)系統(tǒng)中,然后在平臺(tái)的控制室中實(shí)時(shí)顯示測(cè)量數(shù)據(jù)。這些測(cè)量數(shù)據(jù)有助于決策者日?刂坪蜕a(chǎn)優(yōu)化等方面的決策。在裝備了可靠的實(shí)時(shí)井下測(cè)量裝置和采取了可靠的井下流動(dòng)控制裝置調(diào)節(jié)方法后,Norsk Hydro公司通過(guò)調(diào)節(jié)油藏流動(dòng)剖面,優(yōu)化生產(chǎn)作業(yè)及提高整個(gè)油藏生產(chǎn)期間的油氣采收率。(傳感器資訊網(wǎng))
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