水平井光纤测温及井温曲线应用技术

在 ２口水平井上使用 ， 系统 运行稳 定 ， 据采集正 数 常。
１ 光 纤 测 温原 理及 特 点 ． ２
光纤测温原理主要是依据光纤的光时域反射原 理和后向喇曼散射温度效应 。当光脉冲在光纤中传 播时 ， 每一点都产生反射 ， 而反射点 的强度越大 ， 反 射点的温度也就越高。若可以测 出反射光的强度 ， 则能计算 出反射点的温度。 光纤测温最重要的特点就是可以很容易地实现 实时全井段测温 ， 且无需在检测区域内来 回移动 ， 就 能保证井 内的温度平衡状态不受影响。此外 ， 其环 境适应性强 ， 可以在高温、 高压腐蚀地磁地电干扰下 工作 ， 而且精度和分辨率都较高嘲 。但是 ， 在油井中 的应用存在一定 问题 ， 如稳定性不够强 ， 安装和生产
流 人 温度 。
图２ 水平段 中间区域产水时温度 曲线
（） ２ 当有产气区域时 ， 由于焦耳汤姆逊效应 ， 温 度也会变低 ， 再进入产油区域时 ， 温度 回升 。温度 的
降低值受多种因素影响 ， 如油藏流体的性质 、 流速和 流量 。如图３ 所示 ， 同样 １０ｆ ２Ｏ 处为产气开始 ，０ｆ ｔ ８Ｏ ｔ 处为产气结束 ， 进入产油区域。
离水平井中心的距离（ ） ｎ
图 １不 同流体 的流人温度 曲线
随着科学技术 的发展 ， 实时井下温度采集变为 可能 ， 这对监 测生产动态有很大的帮助。分布式光 纤温度传感器可 以沿整个完井长度连续测量 、 采集 井下温度资料 而实时温度 曲线又潜在地反 映油 ， 井生产动态 的变化 ， 尤其是可 以反映进入井筒流体
的 类 型 和 流 量 伫 因此 ， 据 温 度 曲线 可 以一 定 程 。 根
（ ） ∑ｌ １ Ｄ Ｄ ＝ （ Ｉ Ｄ
ｉ
，
） ∑ｌｉ ｓ Ｄｙ Ｋｒ ＝ ｉ ， ， ｖ
式 中： 为热容 ； 为孔隙度 ； 为密度 ； 为热膨 Ｐ 胀 系数 ； Ｔ为温度 ； 为 流体 进入井 筒 的流人 温
度 ； 岩石和流体总的热传导系数 ；『 ＿ 为每一相 ； 为粘度 ； 为达西渗流速度 向量 。
ＫＹ ｓｉ ａ 和 ＤＺ ｕ 在 这 方 面做 了很 多 研 ．ｏｈ ｋｔ ｏ ． ｔ ｈ
究 。根 据物 质 能量 守 恒 ， 用 油藏 及 井筒 流 动方 程 利
Ｗｔ ａｍ油 田 Ｍ １ 号采油井 中安装 了光纤 测试 ｃ Ｆｒ ｈ 一７
系统 ， 一直 进行 温度 测试 ， 据显 示 正常 。中 国辽 河 数 油 田也 对光 纤 监 测技 术 进 行 了研 究 和应 用 ， 目前 已
第 ｌ卷 第 １ ０ 期
朱迎辉 等 ： 水平井光纤测温及井温 曲线应用技术
井筒温度方程为
ｄＺｗｌ ｅ ｌ
百
：
一
＋
＋
ｎ
（） ２
其 中
（ ）＝ Ｄ 』 ∑Ｉ Ｄ
ｉ
升高。该过程 中会出现 ２ 明显 的折点 ， 个 从而可以 判别 出产水区域。如图２ 所示 ， ０ ｆ １ Ｏｔ ２ 处为产水开始 区域 ，０ｆ ８Ｏ 为产水结束 区域。 ｔ
得到水平井 温度 计算模 型嘲 从 而可以得到井筒温 ，
度 曲线 。 油 藏 流入温 度方 程为
一
帅
＋
（
收稿 １ ： １．６２ ； ３ ２ １ ．９ 修订 日期 ：０ １ｌ—Ｏ 期 ０ ０ ２ １－１ １ 作 者简介 ： 朱迎 辉 ， ， ９ 男 Ｏ 级硕 士 ， 主要从 事油气 田开发 与采油方面 的研究 。联系方式 ：－ａ ： ｚ ｌ＠１３ ｏ ， Ｅｍ ｉｙ ｈ９ ６ ．ｒ 通讯地址 ：４４２ ） ｌｈ ｃｎ （３０３湖北 省 荆州 市长江大学东校区 ９ １。 ０ ＃
油 气 地 球 物 理
２１ 年 １ ０２ 月
ＰＴ ０ Ｅ Ｅ Ｒ Ｌ ＵＭ Ｅ Ｐ ＹＳＣ Ｇ Ｏ Ｈ ＩＳ
第 １卷 第 １ Ｏ 期
水平井光纤测温及井温 曲线应用技术
朱迎辉 ” 廖 意 ” ， ，罗文波 ” ，马 杰。
１ 长江大学 石油工程 学院 ；２ ） ）中原 油 田分公 司采 油一厂
工艺 需要 加强 。
度判别水平井水平段产水 、 产气区域。
１ 分布式光纤温度传技术具有无可 比拟的优点 ， 近年 来， 其在油 田开发 中的应用也越来越广泛 。世界各 大石油生产公司、 测井服务公司以及各种光纤传感 器研发机构和企业都积极参与开发与研究ｐ 。分布 式光纤温度传感器是最广泛应用于井下监测应用 的 光纤传感器之一。
由式 （ ） １ 和式 （ ） ２ 及需要的现场资料 ， 就可 以得
到水平井井筒温度 曲线 。分析公式可得 ， 对于 同一 地层深度的油气水来说 ， 每一相都会 以不同的温度 从油藏进入井筒 。由于水 的热容 比油大 ， 水进入井 筒 的温度低于油进入时的温度 ； 由于焦耳汤姆逊冷 却效应 ， 气进入时的温度较低 。图 １ 为各种流体的
摘 要 ： 纤传 感器 测温在 国外油 气 田开发 中的应用 越来越广 泛 ， 光 它可 以测 出井 下的实 时温度 曲线 ， 且可 以实现全
井段测量 。而水平 井实时温度 曲线一定程度 上反映进入 井筒流体 的类型和流量 。本 文介绍 了光 纤测 温技术特点 及 其现场 应用 状况 ， 描述 了温度 曲线在 判别 水平段进 气、 水点 中的应 用。 进 关键 词 ： 光纤测 温 ； 温度 曲线 ； 产水 ； 产气水平 井
２ 井温 曲线识 别水平 段产水 、 气 产
区域 技术 自１２ ｓ ９０ 以来 ， 光纤传感技术在 油 田开发 中的 应用越来越广泛。加拿大（９６ 首次实现了安装光 ２１ 识别 原 理 １９ ） ．
纤传感器进行温度分布测量 。随之 ， 欧洲、 国等也 美
开始 使 用 光 纤测 试 系 统 。英 国石油 公 司 （９ ９ 在 １９ ）