气井井下温度压力监测系统
渤海油气田光纤式井下压力温度监测系统的研发与应用
装备应用与研'♦Zhuangbei Yingyong yu Yanjiu渤海油气田光纤式井下压力温度监测系统的研发与应用周海军黄佳（中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津300452）摘要:针对渤海油气田高温高压井以及大斜度井生产测试困难的问题，研发出了一套光纤式压力温度监测系统，其井下传感器、光缆以及可集成、模块化的地面数据釆集系统，便井集中监测。
高精度、高可、耐高温/高压/高腐蚀的特点可以高温井、井和注井等的测压、测温难题，形成了一套海上油气田光纤测试系统的安装工艺。
关键词:海上油气田；光纤传感器;测温测压0引言压力和温度是油气源开发中的油工程，其实时、高精度测对油的、度、的度以及注/等有传统的式气式压力传感器高温下大、精度和等问题，难以满足井下监测的光纤传感测传统传感器有其的，、体、、安全、耐高温、耐有极高的度和分，油井下工的数的测，开发一、高温高压以及水井的压力温度监测系统，安装井下监测，可靠地为油分、完整的数据，显1温度压力传感器［1］温度传感器釆用FBG（光纤布拉格光栅）测温系统，激光的光纤封装英毛细管中，两端光焊接封装（图1）。
FBG传感器石英毛细管激光焊接图1FBG温度传感器压力传感器通过全熔融石英结构的微型F-P腔（法布里-佩罗涉）光纤压力敏感元制，结合光纤F$P腔腔精调技术，现了耐高压密封保持了良好的光学能。
光纤式温压传感器技术指标表1所示。
表1光纤式温压传感器技术指标范围精度温度传感器0〜15050.025%FS压力传感器0〜69MPa(0〜10000psi)0.3%FS整体封装结构耐温150+,承压69MPa（10000psi）2光缆2.1铠装光缆光纤由两层不锈钢管封装，内层不锈钢管通过阻氢油膏对光纤密封，两层钢管之间铝填充层，铠装光纤［2］实现耐压138MPa（20000psi），耐温300＜。
2.2保护器光缆下井需要可靠的光缆保护器（图2）来支撑、固定和保护，以防止管柱在下井过程中因冲击、拉扭等造成光缆损坏。
石油井下压力测试系统的研究与设计
可靠的取得射孔压裂数据 ，且能保持数据长时间不丢失，可 以顺利回收被测信息 。
１ 系 统 的 主 要 技 术 指 标 、
２ ０． ８ Ｓ ｓ Ｗ ｏ ｌ ０１ ０ ｅｎ ｏｒ ｒ ｄ
Ｓｉ ｎ ｔ ｏｃ ｓ ＆ ｂｙ ｔ ｍ ｇ ａ Ｐｒ ｅｓ — ｓｅ
与 系 统
工作环境温度范围 最 高承受压力值
施工过程的压力数据 ，为高质量的打开油气层 ，进一步研究射孔工艺机理提供理论依据 。 关键词 ：射孔 ；压力 ；变频采样 ；低功耗
中图分类号 ：Ｔ ２６ ３ Ｐ １＋．
文献标 识码 ： Ａ
文章编号 ：１０－ ８Ｘ２ １） － ０ ｔ ０ ６ ８３ （ ０ ０３一 ３ ０ ００ ８
石 油井下压 力测试 系统 的
胁究与设计
摘要 ： 针对常规井下射孔压 力测试 系统体积大 、 功耗 高 、 不耐高温等问题 ， 研制了一种井下射孔压力数据
采集与存储测试系统 ，用于深井及作业周期长 、高温 、高压 、高； 击等恶劣环境 。从 实际应用需求 出发 ， 中
给出 了系统总体设计方案及其实现原理和测试系统的技术指标 ， 重点介 绍了低 功耗以及变 频采样 的实现原 理 。经过大庆油田测井现场实验 ，结果表明 ，该存储测试 系统 能够精确 的记 录下井 、射孔和压 裂恢 复整个
态 及 系 统 触 发判 断低 功 耗 状 态 。 然 后 ，将 测 试 系 统连 接 在 射 孑 枪 前 端 ， 随 射孔 枪 一 起 下 Ｌ
井 下 测 试 系 统 由两 部 分 组 成 ，一 部 分 为 井 下 部 分 ， 有传
井 ，通过单片机控制 电路 的启动 ，当射孑 枪下井到达一定深 Ｌ 度 ，静压值大于启动低速数据采集控制值 时，Ｃ Ｌ 数据采 ＰＤ
深层气藏压裂井井下压力温度监测技术应用
通 过 主压 裂 施工 前 进 行 的测 试 压 裂 ， 在其 井 底
的压 力监 测 曲线 上 可 以 准 确地 确 定 地 层 的 破裂 压 力 。在测试 压 裂之 后 ， 用 录取 的关 井压 力 恢 复 阶 利
段的压力监测资料 ， 通过压力对时间的平方根曲线
为 ５ ～ ９ＭＰ 之间的支撑剂。 ２ ６ ａ
表 ２ 依 据 温 度 场 优 化 破 胶 剂 追 加 方 法
项目 前 置 液 阶 段 前 期 中 期 后 期 携 砂 液 阶段 前期 中期 后 期
度 ４０ ～４ ０ 岩性 致密孔 隙度 为 ６ ， １４ １０ｍ， ％ 在施工 排
量 ４ ０～４ ５ ｍ ／ ｉ ． ． ｍ ｎ的情 况下 ， 面施 工 压 力 ５ 地 ９～ ７ ａ 现场压 裂施 工加 陶粒 ８ 取 得 了大规 模 ３ＭＰ ， ０ｍ ，
摘要
通过压 裂施 工前 将存 储 式 电子压 力计 随 管柱 下入 到 目的层 ， 完整 地 记 录压 裂 施 工过 程
和压 后 排液 的真 实井底 压力 、 温度 变化 情况 。利用 所 录取 的数据 ， 准确计 算压 裂施 工不 同阶段管 可 柱 的实 际摩 阻 ， 建立 深层 气 井压 裂 液摩 阻 图版 ； 学指 导破 胶 剂追加 ， 保压 裂液及 时破胶 返排 ； 科 确 优 化设 计 固化剂 固化 温度和 固化 时 间 ， 有效 防止 气 井压 后返 排 时 支撑 剂 回流现 象 ； 释 、 解 拟合 人 工 裂 缝长 度和储 层 渗透率 等参 数 ， 效评 价压 后增 产效 果。 有
图３ 深层气井压 裂液摩阻 图版
１２ 建 立深层 气 井压 裂 液摩 阻图版 ．
通过 优化 和 室 内评 价 ， ｘ ０ Ｘ ｌ７井 １ ０号 层 采 用 ９ 了添 加 １ ０ ． ％减 阻剂 的 ０ ５ ％胍胶 压 裂 液体 系 ， ．５ 满 足 了深 层 致 密 砂 岩 气 藏 大 规 模 压 裂 施 工 的需 求 。 Ｘ １ ７ １０号层 营城 组 火 山岩 气 层 ， 层 埋 藏 深 ｘ０ 井 ９ 储
井控设备概述
井控设备概述1. 引言井控设备是石油、天然气和其他能源领域的关键设备之一。
它们在井口和井筒中起着关键作用，以确保油井和气井的安全和高效运行。
井控设备旨在监测和控制井底的压力、温度和流量等参数，以确保井筒内的石油和天然气得以高效地生产和提取。
2. 井控设备的功能井控设备具有以下主要功能：2.1 压力监测和控制井控设备通过监测井底的压力变化，以及与地面控制系统的通信，实现对井口和井筒内压力的监测和控制。
这对于确保井口周围环境的安全以及油气的顺利提取至关重要。
2.2 温度监测和控制井控设备还能够监测井底的温度变化，并通过相应的控制系统对温度进行调节。
这对于保护井筒和井口的机械设备以及油气的高效生产具有重要作用。
2.3 流量监测和控制井控设备能够实时监测井底油气的流量，并与地面系统进行数据传输和控制。
这对于确保油井和气井的生产量达到设计要求，并进行相应调控非常重要。
2.4 防喷器控制井控设备中的防喷器控制系统能够监测井底的压力变化，并在发生井喷等危险情况时自动启动防喷器来保护工作人员的安全。
2.5 远程监控和操作井控设备通常配备有远程监控和操作系统，以便工作人员可以远程监测和操作井口和井筒内的设备。
这对于提高工作人员的工作效率和安全性非常重要。
3. 井控设备的类型井控设备按照其在井筒内的位置和功能可以分为以下几类：3.1 井口控制设备井口控制设备包括防喷器、压力传感器、温度传感器等。
它们安装在井口附近，用于监测和控制井口的压力、温度和流量等参数。
3.2 井筒控制设备井筒控制设备包括动作控制阀、流量计等。
它们安装在井筒内部，通过监测和控制井筒内油气的流量、压力和温度等参数，以保证油井和气井的正常生产。
3.3 地面控制系统地面控制系统包括监测仪表、控制面板和远程操作界面等。
它们用于监测和控制井口和井筒内的井控设备，并与地面工作人员进行数据传输和控制。
4. 井控设备的重要性井控设备在石油和天然气生产过程中起着关键作用，具有以下重要性：4.1 提高生产效率井控设备能够实时监测和控制井底的参数，以保证油气的高效提取和生产。
井下高精度压力计原理
井下高精度压力计原理今天来聊聊井下高精度压力计原理的那些事儿。
你知道吗？咱们日常生活里就有一些类似压力感知的现象。
就像用打气筒给自行车打气的时候，你能感受到随着打气的进行，气筒会越来越难压下去，这其实就是压力在增加。
那井下高精度压力计呢，和这有点类似，但是要精密得多。
如果把井下想象成一个大“池子”，这个“池子”里面装着各种液体、气体啥的，它们对周围的环境就有一定压力，就像在游泳池里，越深的地方你会感觉水对你的压力越大。
井下高精度压力计要做的，就是准确地“感受”到这种压力。
这里涉及到一个原理是应变原理，简单来说，压力变化会引起物体形状的微小改变。
就好比你用力捏一块橡皮，橡皮会变形。
在压力计内部有一些敏感元件，当受到井下压力时，就会像橡皮一样发生应变。
这时候，再利用一些技术，比如把这种应变转化为电信号。
我一开始理解这个过程的时候可头疼了，就在想这变形怎么就能变成电信号了呢？后来才知道，是通过一种叫做压阻效应的东西。
这就像有一种特殊的材料，你捏它一下，它不仅形状变了，电阻也跟着变了，通过监测电阻的变化就能知道压力的大小了。
实际应用这个原理，在石油开采行业可太有用了。
比如说在井下不同深度处监测压力，就能知道石油储量的多少啦，还能知道油藏动态，根据压力变化及时调整开采策略，避免一些危险情况。
有意思的是，咱们虽然了解大概原理，但实际上这其中还有好多细微之处得注意。
比如说井下的温度、湿度还有环境的腐蚀性等，都会影响压力计的准确性。
实际上就好像你在户外用温度计，如果风很大或者周围湿度很大，都可能影响你测量体温准不准。
那对于井下的压力计来说，研发人员就得想办法克服这些影响。
说到这里，你可能会问了，那怎么确保压力计在那么复杂环境下长期准确工作呢？这就涉及到好多高科技手段了，像特殊的密封、抗震和抗腐蚀材料之类的，这些又是另一大堆知识了。
我也是研究到现在，觉得自己才刚摸到点儿门道，还有很多东西等待探索。
像现在随着科技发展，井下压力计朝着耐高温、更高精度方向发展，这里面又有不少新原理和技术要去学习。
高压气井井口参数远程监测系统的研制与应用
第ｌ ３卷 第 ２期
小 型 油 气 藏 Ｓ ｌ Ｈ ｄｏ ａ ｏ ｅｅｖｉ ｍａ ｙ ｒｃ ｒ ｎ Ｒ ｓ ｒｏ ｓ ｌ ｂ ｒ
２０ ０ ８年 ６月
高 压 气 井 井 口参数 远 程 监 测 系统 的研 制 与应 用
康 成 瑞 戎 卫 林 张 向 阳 陶剑 清 任 汉 阳 潘 国辉
合物 堵 塞 ， 重 影 响 了 气 井 安 全 生 产 。利 用 高 严
压 气 井 井 口参 数 远 程 监 测 系 统 ， 以实 现 气 井 可
两级 三 段 生 产 系 统 生 产 参 数 的 连 续 监 测 ， 时 及
（ ）多种 工 作 方 式 。可 以设 定 检测 周 期 ， ４ 仪
引言
盐 城 气 田气 井 压 力 高 ， 口生 产 系统 压 力 降 井
幅大 ， 位 分 散 ， 离 处 理 站 较 远 。气 井 井 口生 井 距
产 装 置 处 于野 外 ， 力 系 统 分 为 两 级 三段 ， 口 压 井
（ ）采 用低 能耗 和太 阳能供 电技 术 。太 阳能 １
电池 板充 电迅 速 ， 正常 光照 ５～１ ｈ可将锂 电池充 Ｏ
气井 无线 远程 监测 系统 包括 井 口温度压 力检 测装 置 、 据 远 传装 置 、 晶显示 装 置 、 台处 理 数 液 后
与显 示 系统等 。
１ ２ 系统 原 理 ．
（） ３ 可进 行 多点 管 理 ， 同时 控 制 和 管 理 气 井
井组 内 的所 有 温压 仪 。
（） ４ 将短 距 离 无 线模 块 和 Ｇ Ｒ Ｐ Ｓ数 传模 块 集
。 ９・ ６
成 设计 一体 ， 使得设 备结 构 紧凑 ， 可靠 性提 高 。 １３ ３ 气 井远程 管理软 件 主要功 能特 点 ． ． （ ） 用 接 收 软 件 控 制 窗 口控 制 功 能 ， 现 １利 实 所有 气井 的数据 界面显 示 与查 询 。
油气井射孔压裂压力测试系统的设计
油气井射孔压裂压力测试系统的设计在石油开采中，需要对井下压力变化情况进行准确测量，以优化射孔工艺，提高油气资源的产量。
传统机械式压力计精度、灵活性及智能化水平较低，因此，本文设计了一种电子压力计，希望能提高油气井压力测量的精度，为工艺改进提供可靠数据支撑。
标签：油气井；射孔工艺；压力测试1 概述电子压力计相对于传统的机械式压力计具有精确度高、灵活性好和智能化优点，因此更适合应用于石油煤层气开采领域的压力测试。
电子式压力计的研究和使用，可为研究油气井射孔压裂动态参数、优化射孔工艺，进一步完善藏气层开裂机理，提高我国能源企业的产量提供有利的数据支撑。
2 油气井压力测试系统的设计2.1 环境及功能分析油井压力测试系统总体设计之前，需要对被测对象的环境和信号特点进行全面分析：2.1.1 使用环境分析。
对压力测试系统设计而言，首要问题是明确测试要求和测试环境，也就是仪器功能以及工作环境，因此，环境影响因素的分析是确保压力测试系统精度，保障仪器功能有效发挥的前提。
井下环境主要表现在压力、温度和冲击三个方面。
首先，压力环境可分为静压和动压两种。
液体、地层和上覆岩层压力共同组成了静压，三种作用力分别与液体密度、下井垂直高度、岩石密度、孔隙大小以及沉积环境有关，一般井下压力梯度可达到0.01MPa/m。
动压是指射孔压裂起爆瞬间，由于井内气体温度急剧升高而产生的压力，动压值大小在30MPa-200MPa 之间，具体则由射孔弹的数量和射孔方式决定。
动压上升瞬间完成，而高压持续时间也不足1s；压力测试系统的主要功能是采集下井过程中静压的变化情况以及射孔压裂后产生的动态压力变化曲线。
其次，温度环境。
地层温度随地层深度的增加而升高，增加幅度为每下降100m，则温度升高1-3℃，温度过高，会影响测试系统的电路性能。
综上所述，测试仪器外部机械结构应满足以下特点：体积小、耐高压、耐高温、耐冲击、密封性强、操作简单、可靠性高。
2.1.2 功能设计。
煤矿开采的井下通风系统
定期对通风机进行清洁和润滑，保证其良好的工 作状态。
3
监测风流状态
通过风流参数监测，及时发现风流异常，采取相 应措施。
安全管理制度
制定通风系统安全操作规程
明确通风系统的操作步骤和注意事项，规范操作人员的行为。
建立通风系统安全检查制度
定期对通风系统进行安全检查，确保系统安全可靠。
实施通风系统安全培训
通风网络
主通风巷道
连接矿井入口和出口的主要通道，风流通过主通风巷道进入矿井 内部。
采掘工作面通风巷道
连接采掘工作面和主通风巷道的分支通道，风流通过这些巷道进入 采掘工作面。
回风巷道
用于排出有害气体和粉尘的通道，风流通过回风巷道排出矿井。
通风控制系统
控制柜
用于控制通风设备的启动、停止和运行状态的设 备，通常配备有自动控制和手动控制两种模式。
智能通风系统
现代的智能通风系统结合了信息技术、传感器技术等，能够实现实时 监测、智能控制和优化管理，进一步提高通风效率和安全性。
02
井下通风系统的组成
通风设备
通风机
用于产生风流，提供足够 的风量以稀释和排出矿井 内的有害气体和粉尘。
风门
控制风流方向的设备，通 常设置在矿井的入口和出 口处。
风窗
调节风流速度的设备，通 过改变风窗的开度来控制 风流速度。
煤矿开采的井下通风系统
汇报人：可编辑 2024-01-01
目录
• 井下通风系统概述 • 井下通风系统的组成 • 井下通风系统的运行原理 • 井下通风系统的维护与管理 • 井下通风系统的改进与优化
01
井下通风系统概述
定义与功能
定义
井下通风系统是指通过向矿井下 输送新鲜空气，稀释并排出有毒 有害气体，保持井下作业环境安 全和舒适的系统。
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气井井下温度压力监测系统
1)永久式光纤气井井下温度压力监测系统
产品概述
本系列产品采用光纤作为信号传感和传输的重要元件，能实时准确地反映压力和温度的动态变化，主要应用于石油和天然气开采中井下温度压力的在线式监测。
由于整个系统井下部分具有不含任何电子元件，温度适应性强，化学稳定，天然稳定，抗电磁干扰性等优点，因而具有适用范围很广。
由于光纤传输的信息量大，一根光纤可同时串接十多级传感器，便于分层和全井筒测试，并且可固定式安装，使用寿命长，可长期置于井下获取分层、连续、实时的井下数据。
系统组成主要包括井下光纤压力温度传感器、井下信号传输光缆、井口信号调制解调器、显示终端。
高精度光纤压力温度传感器获取井下温度、压力的动态信息，并通过传输光缆传导至地面，通过专用的调制解调仪分析处理后，最后显示在终端计算机上，供操作人员参考使用。
通过其获取的井下流压、静压和动态温度的数据，方便操作人员采用不同的天然气偏差系数计算模型，并对高含硫化氮的酸性气体进行临界温度与临界压力的校正进而较；可以掌握油气储层在采油过程中的动态变化信息，并对所测得的信息进行综合分析，可以得到油气水在油藏的分布状态，由此了解整个油区的开发动态，从而为调整、优化油田开发方案及提高原油采收率提供科学依据。
2)永久式电子气井井下温度压力传感系统
产品概述
本系列产品采用稳定性高的金属材料作传感器，是井下温度压力传感的一种实用的低成本解决方案。
由于电子压力计由于测试精度高，使用操作简单，是一种目前被广泛使用的井下仪表，主要用于油气田野外环境的长期无人值守测试系统或自动化测试系统。
可适用于常温井、稠油开发井、气井等多种油气开发井中。
压力传感器耐脏污程度、耐腐蚀性、耐潮湿性强，可长期置于井下，避免了反复拆装，是一种经济实用的永置井下电子设备。
在直井、斜井和水平井中均能够使用，安装成功率高于90%。
系统主要由高精度井下温度压力计、井下专用铠装电缆、井口数控单元组成。
通过其获取的井下流压、静压和动态温度的数据，方便操作人员采用不同的天然气偏差系数计算模型，并对高含硫化氮的酸性气体进行临界温度与临界压力的校正进而较；可以掌握油气储层在采油过程中的动态变化信息，并对所测得的信息进行综合分析，可以得到油气水在油藏的分布状态，由此了解整个油区的开发动态，从而为调整、优化油田开发方案及提高原油采收率提供科学依据。
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