Việc áp dụnghệ thống DTStrong lĩnh vực khai thác gỗ là một mô hình tích hợp thành công công nghệ cảm biến sợi quang vào ngành dầu khí, điều này đã nâng cao đáng kể việc giám sát động các hồ chứa dầu khí cũng như nâng cao hiệu quả quản lý và phát triển.
Hệ thống DTS sợi quang phân tán là gì?
Đầu tiên chúng ta cần hiểu 2 khái niệm cốt lõi:
1 . Cảm biến sợi quang phân tán
Không giống như các cảm biến điểm truyền thống (chỉ đo tại các vị trí cụ thể), cảm biến sợi quang phân tán sử dụng toàn bộ sợi quang làm cả phần tử cảm biến và môi trường truyền dẫn. Nó cho phép đo liên tục,{1}}các đại lượng vật lý theo thời gian thực (ví dụ: nhiệt độ, sóng âm, độ căng) tại mọi điểm dọc theo sợi. Điều này có nghĩa là việc đặt một sợi quang đơn lẻ có thể tạo ra một đường đo liên tục kéo dài vài km hoặc thậm chí hàng chục km.
2 . Hệ thống DTS
Viết tắt của Hệ thống cảm biến nhiệt độ phân tán, nó hoạt động dựa trên hiệu ứng tán xạ Raman. Khi các xung laser truyền qua sợi quang, chúng tương tác với các phân tử sợi để tạo ra ánh sáng tán xạ Raman. Tỷ lệ cường độ của ánh sáng Stokes và ánh sáng phản-Stokes có mối quan hệ tuyến tính chính xác với nhiệt độ tại vị trí tương ứng của sợi. Bằng cách đo chênh lệch thời gian giữa phát tia laser và thu tín hiệu, hệ thống có thể tính toán chính xác vị trí của các sự kiện nhiệt độ.
Nói một cách đơn giản, hệ thống DTS sử dụng sợi quang đặc biệt để tiến hành đo-thời gian thực và định vị cấu hình nhiệt độ liên tục của toàn bộ giếng, từ đầu giếng đến lỗ đáy.
Các ứng dụng cốt lõi của DTS trong ghi nhật ký
Trong lĩnh vực khai thác gỗ, công nghệ DTS chủ yếu được sử dụng để giám sát hoạt động khai thác và ghi nhật ký sản xuất, cung cấp hỗ trợ dữ liệu chưa từng có cho việc quản lý năng động các hồ chứa dầu khí.
1.Giải thích hồ sơ sản xuất chất lỏng
Đây là một trong những ứng dụng cổ điển và quan trọng nhất của DTS. Ghi nhật ký sản xuất truyền thống yêu cầu chạy các chuỗi công cụ đa tham số phức tạp, gây ra rủi ro và chi phí vận hành cao và chỉ cung cấp các phép đo ảnh chụp nhanh. Ngược lại, DTS có thể được cài đặt vĩnh viễn để cung cấp dữ liệu liên tục theo thời gian thực.
Nguyên tắc làm việc:Khi chất lỏng dầu và khí chảy từ bể chứa vào giếng, nhiệt độ sẽ thay đổi do hiệu ứng Joule{0}}Thomson. Sự giãn nở của khí hấp thụ nhiệt, dẫn đến giảm nhiệt độ tại điểm chảy vào và hình thành-sự bất thường về nhiệt độ thấp; ma sát chất lỏng tạo ra nhiệt, thường gây ra sự tăng nhiệt độ nhẹ tại điểm chảy vào.
Phương pháp ứng dụng:Bằng cách phân tích các điểm bất thường (điểm đột biến nhiệt độ) trong biểu đồ nhiệt độ giếng, các kỹ sư có thể xác định chính xác các khoảng thời gian sản xuất chính và tỷ lệ đóng góp của từng khoảng thời gian. Việc giám sát liên tục sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình làm sạch giếng-sau khi tắt-và khởi động sản xuất cho phép xác định rõ ràng hơn các điểm dòng chất lỏng chảy vào.
2. Giám sát hồ sơ phun nước/hơi nước
Trong quá trình thu hồi dầu thứ cấp (ví dụ như phun nước) và thu hồi nhiệt dầu nặng (ví dụ như phun hơi nước), hiểu được đường di chuyển của chất lỏng được bơm là rất quan trọng.
Giám sát giếng phun nước:Nước được bơm vào thường có nhiệt độ khác với nhiệt độ hình thành. DTS có thể xác định rõ ràng khoảng thời gian nào hấp thụ nhiều nước được bơm hơn, từ đó đánh giá hiệu quả phun nước, tránh tạo rãnh và tạo rãnh nước, đồng thời cải thiện hiệu quả quét.
Giám sát giếng bơm hơi (đặc biệt là trong thu hồi dầu nặng):Đây là một ứng dụng tuyệt vời của DTS. Nhiệt độ hơi nước cao hơn nhiều so với nhiệt độ hình thành. DTS có thể- lập bản đồ thời gian thực về sự phát triển của buồng hơi và vị trí tiến lên của mặt trước hơi, trực tiếp chỉ ra khoảng thời gian nào đang được làm nóng hiệu quả. Điều này rất cần thiết để tối ưu hóa các thông số phun hơi (áp suất, nhiệt độ, độ khô, tốc độ dòng chảy).
3.Chẩn đoán tính toàn vẹn của Wellbore
Chẩn đoán rò rỉ vỏ hình khuyên: Nếu cách ly giữa các vùng không thành công, dòng chất lỏng sẽ xảy ra bên ngoài vỏ. Việc truyền kênh như vậy gây ra sự bất thường về nhiệt độ, có thể được DTS phát hiện và định vị.
Đánh giá chất lượng trái phiếu xi măng:Các khu vực có liên kết xi măng kém biểu hiện các đặc tính dẫn nhiệt bị thay đổi, có thể được phản ánh trong đường cong nhiệt độ và dùng làm cơ sở phụ trợ cho việc đánh giá.
Phát hiện rò rỉ đường ống:DTS có thể giám sát rò rỉ trong các thiết bị hạ cấp như van an toàn dưới bề mặt và máy đóng gói.
4.Giám sát gãy xương và đánh giá hiệu quả
DTS cũng đóng một vai trò quan trọng trong quá trình bẻ gãy nhiều giai đoạn của giếng ngang để khai thác các nguồn tài nguyên dầu khí độc đáo (khí đá phiến, dầu nhẹ).
Nguyên tắc làm việc:Nhiệt độ của chất lỏng bẻ gãy được bơm vào trong quá trình bẻ gãy khác với nhiệt độ hình thành.
Phương pháp ứng dụng:Bằng cách theo dõi quá trình phục hồi nhiệt độ của từng cụm trong và sau quá trình bẻ gãy, các kỹ sư có thể xác định cụm thủng nào thực sự hấp thụ chất lỏng bẻ gãy và đánh giá tính đồng nhất cũng như hiệu quả của quá trình bẻ gãy. Trong khi Cảm biến âm thanh phân tán (DAS) được sử dụng phổ biến hơn trong giám sát vết nứt để xác định sự khởi đầu và lan truyền của vết nứt, DTS cung cấp dữ liệu nhiệt độ bổ sung để đánh giá toàn diện về tác động của vết nứt. Ví dụ: hệ thống "DTS+DAS" do Zhiteng Micro phát triển cho đến nay đã tham gia vào hơn 90 dự án ghi nhật ký cáp quang và 26 dự án giám sát dài hạn-sau nhiều năm nghiên cứu và phát triển công nghệ, triển khai tại hiện trường và cung cấp các dịch vụ từ xa.
Ưu điểm chính của công nghệ DTS
Đo lường phân bố đầy đủ:Cung cấp thông tin nhiệt độ giếng khoan liên tục, đầy đủ và không có điểm mù đo lường.
Thời gian thực-và tính liên tục:Cho phép giám sát liên tục 24/7 để nắm bắt các sự kiện nhiệt độ nhất thời và xu hướng thay đổi dài hạn.
Cài đặt cố định:Sợi quang thường được chạy bằng các chuỗi hoàn chỉnh, mang lại lợi ích-lâu dài từ khoản đầu tư một-một lần và loại bỏ nhu cầu thực hiện các hoạt động ghi nhật ký sản xuất thường xuyên, tốn kém.
Chống chịu môi trường khắc nghiệt:Sợi quang được làm bằng thạch anh, có khả năng chịu nhiệt độ cao, áp suất cao và chống ăn mòn, thích hợp với điều kiện hạ cấp phức tạp.
Không có linh kiện điện tử:Phần hạ cấp bao gồm các thành phần thụ động, đảm bảo độ tin cậy cao và tuổi thọ dài.
Về bản chất an toàn và chống cháy nổ-:Vốn dĩ đã an toàn, lý tưởng cho môi trường giếng dầu và khí đốt dễ cháy nổ.
Những thách thức và hạn chế
Sự mơ hồ trong cách giải thích:Sự thay đổi nhiệt độ có thể do nhiều yếu tố gây ra (ví dụ: dòng chất lỏng chảy vào, dòng chảy, sự thay đổi độ dốc địa nhiệt). Cần phải có phiên dịch toàn diện kết hợp dữ liệu địa chất, kỹ thuật và các dữ liệu sản xuất khác (ví dụ: tốc độ dòng chảy, áp suất), đặt ra yêu cầu cao đối với người phiên dịch.
Đánh đổi-giữa độ phân giải không gian và độ chính xác của phép đo nhiệt độ:Có sự cân bằng-giữa độ phân giải không gian (thường là khoảng 1 mét) và độ chính xác tuyệt đối của phép đo nhiệt độ, khiến việc phân biệt chính xác khoảng thời gian sản xuất cực mỏng trở nên khó khăn.
Sự phụ thuộc vào chênh lệch nhiệt độ:Hiệu quả của DTS phụ thuộc vào sự chênh lệch nhiệt độ vừa đủ giữa chất lỏng chảy vào/được bơm và nhiệt độ nền hình thành. Việc giải thích trở nên khó khăn khi chênh lệch nhiệt độ là tối thiểu.
Chi phí đầu tư ban đầu cao:Đầu tư ban đầu vào hệ thống hoàn thiện cáp quang tương đối cao, đòi hỏi phải đánh giá lợi ích kinh tế toàn diện.
Phần kết luận
Hệ thống DTS cáp quang phân tán đã thay đổi hoàn toàn bối cảnh khai thác gỗ sản xuất truyền thống. Họ đã biến giếng khoan từ một loạt các điểm đo rời rạc thành một đường đo trong suốt, cung cấp cho các kỹ sư sự hiểu biết trực quan chưa từng có về động lực học chất lỏng trong giếng.
Bằng cách cho phép theo dõi nhiệt độ liên tục,-theo thời gian thực- và liên tục, DTS đóng một vai trò không thể thay thế trong việc phân tích hồ sơ sản xuất chất lỏng, tối ưu hóa hồ sơ phun, đảm bảo tính toàn vẹn của giếng và đánh giá hiệu ứng nứt gãy. Đây là một trong những công nghệ quan trọng để hiện thực hóa việc quản lý hồ chứa thông minh và tinh tế cũng như cải thiện hệ số thu hồi dầu tối ưu. Với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ cáp quang và thuật toán phân tích dữ liệu, triển vọng ứng dụng của nó sẽ còn rộng hơn nữa.
Để biết thêm thông tin, vui lòng liên hệ với chúng tôi tạimarketing@qdzitn.com!