光纖傳感實時采集井下信息 助力石油開采

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

  結合國內經(jīng)濟發(fā)展方向，山東省科學院激光所特種光纖平臺的研究團隊歷時數(shù)年，研發(fā)出一種光纖傳感技術，形成了一套油水井光纖溫度、壓力、流量與含水率等多參數(shù)的智能油井測試系統(tǒng)。同時，該團隊研究開發(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

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

  “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(tǒng)的電子傳感器是無法正常工作的?！鄙綎|省科學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。

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

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

  監(jiān)測精準實現(xiàn)降本增效

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

  隨著光纖傳感技術的不斷進步和成熟，由省科學院激光所開發(fā)的這一光纖傳感系統(tǒng)已經(jīng)在油井探測領域獲得廣泛應用，中海油、中石化等主流開采企業(yè)均已有所使用。

  在實際應用中，開采企業(yè)發(fā)現(xiàn)，這種光線傳感器可以高精度地測量井筒和井場環(huán)境參數(shù)，同時，光纖傳感系統(tǒng)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(tǒng)橫截面積小，外形短，在井筒中占據(jù)空間極小。

  監(jiān)測的精準性和實時性的特點，讓開采企業(yè)可以及時調整開采工藝?！皩Φ叵碌男畔⒘巳缰刚疲龅剿嘤蜕俚那闆r時，就可以進行調整，多出油，少出水，效率提高了，變相降低了成本。”倪家升解釋說。

  這樣一來，將光纖傳感技術應用于石油開采領域正成為該行業(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，那么市場預期將超過20億?！蹦呒疑缡窍蚪?jīng)濟導報記者介紹光纖傳感技術在石油開采領域應用的市場前景。

  然而，蛋糕雖大，要吃到嘴里并不容易。為實現(xiàn)該項技術的產(chǎn)業(yè)化普及，省科學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從實驗室到工地，還有很長的一段路要走。這段路也是最艱辛的?！蹦呒疑f。

  原來，走出實驗室的光纖傳感技術到實際應用時，遇到了傳感器穩(wěn)定性差的問題，在實驗室運行得挺好，可一到工地應用就出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況。單單這一問題，研究團隊就用了好幾年去攻克。穩(wěn)定性的難題解決之后，研究團隊發(fā)現(xiàn)，工程應用中的工藝細節(jié)問題也亟待解決。光纜下井如何穿越，如何保護，這都是問題，都需要進一步細化、研究、解決。

  此外，目前油氣市場行情低迷，企業(yè)對這一技術的市場認知度還有待進一步加強。為此，據(jù)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，共同推進光纖傳感技術在油氣領域的應用。

  雖然這一技術的產(chǎn)業(yè)化還有很長的路要走，但是不容忽視的是，引入精準和實時監(jiān)測的光纖傳感系統(tǒng)，進而打造智能油井，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。