Η εφαρμογή τουΣυστήματα DTSστον τομέα της υλοτομίας είναι ένα παράδειγμα της επιτυχημένης ενσωμάτωσης της τεχνολογίας ανίχνευσης οπτικών ινών στη βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου, η οποία έχει βελτιώσει σημαντικά τη δυναμική παρακολούθηση των δεξαμενών πετρελαίου και φυσικού αερίου και τη βελτίωση της αποδοτικότητας ανάπτυξης και διαχείρισης.
Τι είναι ένα κατανεμημένο σύστημα DTS οπτικών ινών;
Αρχικά, πρέπει να κατανοήσουμε δύο βασικές έννοιες:
1 . Κατανεμημένη ανίχνευση οπτικών ινών
Σε αντίθεση με τους παραδοσιακούς αισθητήρες σημείου (που μετρούν μόνο σε συγκεκριμένες τοποθεσίες), η κατανεμημένη αίσθηση οπτικών ινών χρησιμοποιεί ολόκληρη την οπτική ίνα τόσο ως αισθητήριο στοιχείο όσο και ως μέσο μετάδοσης. Επιτρέπει τη συνεχή-μέτρηση σε πραγματικό χρόνο φυσικών μεγεθών (π.χ. θερμοκρασία, ακουστικά κύματα, καταπόνηση) σε κάθε σημείο κατά μήκος της ίνας. Αυτό σημαίνει ότι η τοποθέτηση μιας μόνο οπτικής ίνας μπορεί να δημιουργήσει μια συνεχή γραμμή μέτρησης που εκτείνεται σε πολλά χιλιόμετρα ή και δεκάδες χιλιόμετρα.
2 . Σύστημα DTS
Συντομογραφία του Distributed Temperature Sensing System, λειτουργεί με βάση το φαινόμενο σκέδασης Raman. Όταν οι παλμοί λέιζερ διαδίδονται μέσω μιας οπτικής ίνας, αλληλεπιδρούν με μόρια ινών για να δημιουργήσουν σκεδαζόμενο φως Raman. Ο λόγος έντασης του φωτός Stokes προς το αντι-Το φως Stokes έχει μια ακριβή γραμμική σχέση με τη θερμοκρασία στην αντίστοιχη θέση της ίνας. Μετρώντας τη χρονική διαφορά μεταξύ εκπομπής λέιζερ και λήψης σήματος, το σύστημα μπορεί να υπολογίσει με ακρίβεια τη θέση των συμβάντων θερμοκρασίας.
Με απλά λόγια, ένα σύστημα DTS χρησιμοποιεί μια ειδική οπτική ίνα για τη διεξαγωγή μέτρησης-σε πραγματικό χρόνο και τοποθέτησης του προφίλ συνεχούς θερμοκρασίας ενός ολόκληρου φρεατίου, από την κεφαλή του φρέατος μέχρι την κάτω οπή.
Βασικές εφαρμογές του DTS στην καταγραφή
Στον τομέα της καταγραφής, η τεχνολογία DTS χρησιμοποιείται κυρίως για την καταγραφή της παραγωγής και την παρακολούθηση της έγχυσης, παρέχοντας πρωτοφανή υποστήριξη δεδομένων για τη δυναμική διαχείριση των δεξαμενών πετρελαίου και φυσικού αερίου.
1.Ερμηνεία προφίλ παραγωγής υγρών
Αυτή είναι μια από τις πιο κλασικές και σημαντικές εφαρμογές του DTS. Η παραδοσιακή καταγραφή παραγωγής απαιτεί την εκτέλεση πολύπλοκων συμβολοσειρών εργαλείων πολλών-παραμέτρων, η οποία συνεπάγεται υψηλό λειτουργικό κόστος και κινδύνους και παρέχει μόνο μετρήσεις στιγμιότυπου. Αντίθετα, το DTS μπορεί να εγκατασταθεί μόνιμα για να παρέχει συνεχή-δεδομένα σε πραγματικό χρόνο.
Αρχή εργασίας:Όταν τα υγρά πετρελαίου και αερίου ρέουν από τη δεξαμενή στο φρεάτιο, συμβαίνουν αλλαγές θερμοκρασίας λόγω του φαινομένου Joule-Thomson. Η διαστολή αερίου απορροφά θερμότητα, οδηγώντας σε πτώση της θερμοκρασίας στο σημείο εισροής και σχηματίζοντας μια ανωμαλία χαμηλής- θερμοκρασίας. Η τριβή του υγρού παράγει θερμότητα, προκαλώντας συνήθως μια ελαφρά αύξηση της θερμοκρασίας στο σημείο εισροής.
Μέθοδος Εφαρμογής:Αναλύοντας μη φυσιολογικά σημεία (σημεία μετάλλαξης θερμοκρασίας) στο προφίλ θερμοκρασίας του φρεατίου, οι μηχανικοί μπορούν να προσδιορίσουν με ακρίβεια τα κύρια διαστήματα παραγωγής και την αναλογία συμβολής κάθε διαστήματος. Η συνεχής παρακολούθηση των αλλαγών θερμοκρασίας κατά τον καθαρισμό του πηγαδιού-μετά το κλείσιμο-και την εκκίνηση της παραγωγής επιτρέπει σαφέστερη αναγνώριση των σημείων εισροής υγρών.
2. Παρακολούθηση προφίλ έγχυσης νερού/ατμού
Στη δευτερογενή ανάκτηση λαδιού (π.χ. έγχυση νερού) και στη θερμική ανάκτηση βαρέος πετρελαίου (π.χ. έγχυση ατμού), η κατανόηση της διαδρομής μετανάστευσης των εγχυόμενων υγρών είναι κρίσιμη.
Παρακολούθηση φρεατίου έγχυσης νερού:Το νερό που εγχέεται έχει τυπικά διαφορετική θερμοκρασία από το σχηματισμό. Το DTS μπορεί να προσδιορίσει με σαφήνεια ποια διαστήματα απορροφούν περισσότερο εγχυμένο νερό, αξιολογώντας έτσι την απόδοση της έγχυσης νερού, αποφεύγοντας το δάχτυλο και τη διοχέτευση νερού και βελτιώνοντας την απόδοση σάρωσης.
Παρακολούθηση φρεατίου έγχυσης ατμού (ειδικά στην ανάκτηση βαρέος πετρελαίου):Αυτή είναι μια δολοφονική εφαρμογή του DTS. Η θερμοκρασία του ατμού είναι πολύ υψηλότερη από τη θερμοκρασία σχηματισμού. Το DTS μπορεί-να χαρτογραφήσει σε πραγματικό χρόνο την ανάπτυξη του θαλάμου ατμού και την προπορευόμενη θέση του μετώπου ατμού, υποδεικνύοντας άμεσα ποια διαστήματα θερμαίνονται αποτελεσματικά. Αυτό είναι απαραίτητο για τη βελτιστοποίηση των παραμέτρων έγχυσης ατμού (πίεση, θερμοκρασία, ξηρότητα, ρυθμός ροής).
3.Διάγνωση ακεραιότητας πηγαδιού
Διάγνωση διαρροής δακτυλιοειδούς περιβλήματος: Εάν αποτύχει η διαζωνική απομόνωση, η διοχέτευση υγρών γίνεται έξω από το περίβλημα. Μια τέτοια διοχέτευση προκαλεί ανωμαλίες θερμοκρασίας, οι οποίες μπορούν να ανιχνευθούν και να εντοπιστούν από το DTS.
Αξιολόγηση Ποιότητας Ομολόγων Τσιμέντου:Οι περιοχές με κακή συγκόλληση τσιμέντου παρουσιάζουν αλλοιωμένα χαρακτηριστικά θερμικής αγωγιμότητας, τα οποία μπορεί να αντικατοπτρίζονται στην καμπύλη θερμοκρασίας και να χρησιμεύουν ως βοηθητική βάση για την κρίση.
Ανίχνευση διαρροής αγωγού:Το DTS μπορεί να παρακολουθεί διαρροές σε εξοπλισμό κάτω οπών, όπως βαλβίδες ασφαλείας υπόγειας και συσκευαστές.
4.Παρακολούθηση σπασίματος και αξιολόγηση επιπτώσεων
Το DTS διαδραματίζει επίσης ζωτικό ρόλο στη διάρρηξη πολλών-σταδίων οριζόντιων γεωτρήσεων για μη συμβατικούς πόρους πετρελαίου και φυσικού αερίου (σχιστολιθικό αέριο, στεγανό πετρέλαιο).
Αρχή εργασίας:Η θερμοκρασία του υγρού θραύσης που εγχέεται κατά τη θραύση διαφέρει από τη θερμοκρασία σχηματισμού.
Μέθοδος Εφαρμογής:Παρακολουθώντας την ανάκτηση θερμοκρασίας κάθε συστάδας κατά τη διάρκεια και μετά τις εργασίες θραύσης, οι μηχανικοί μπορούν να προσδιορίσουν ποιες συστάδες διάτρησης απορροφούν πραγματικά το ρευστό θραύσης και να αξιολογήσουν την ομοιομορφία και την αποτελεσματικότητα της θραύσης. Ενώ η Κατανεμημένη Ακουστική Αίσθηση (DAS) χρησιμοποιείται πιο συχνά στην παρακολούθηση ρωγμών για την αναγνώριση της έναρξης και της διάδοσης θραύσης, το DTS παρέχει συμπληρωματικά δεδομένα θερμοκρασίας για μια ολοκληρωμένη αξιολόγηση των επιπτώσεων ρωγμών. Για παράδειγμα, το σύστημα "DTS+DAS" που αναπτύχθηκε από τη Zhiteng Micro έχει συμμετάσχει σε περισσότερα από 90 έργα καταγραφής οπτικών ινών και 26 μακροπρόθεσμα-έργα παρακολούθησης μέχρι σήμερα, μετά από χρόνια τεχνολογικής Ε&Α, υλοποίησης πεδίου και απομακρυσμένων υπηρεσιών.
Βασικά πλεονεκτήματα της τεχνολογίας DTS
Πλήρως κατανεμημένη μέτρηση:Παρέχει ένα συνεχές, πλήρες προφίλ θερμοκρασίας φρεατίου χωρίς τυφλά σημεία μέτρησης.
Πραγματικός-χρόνος και συνέχεια:Επιτρέπει την αδιάλειπτη παρακολούθηση 24/7 για την καταγραφή παροδικών συμβάντων θερμοκρασίας και μακροπρόθεσμων τάσεων αλλαγών-.
Μόνιμη εγκατάσταση:Οι οπτικές ίνες λειτουργούν συνήθως με συμβολοσειρές ολοκλήρωσης, προσφέροντας-μακροπρόθεσμα οφέλη από μια-εφάπαξ επένδυση και εξαλείφοντας την ανάγκη για συχνές, δαπανηρές εργασίες καταγραφής παραγωγής.
Αντοχή σε σκληρό περιβάλλον:Οι οπτικές ίνες είναι κατασκευασμένες από χαλαζία, με υψηλή αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες, υψηλή πίεση και διάβρωση, κατάλληλες για πολύπλοκες συνθήκες κάτω οπής.
Χωρίς ηλεκτρονικά εξαρτήματα:Το τμήμα κάτω οπής αποτελείται από παθητικά εξαρτήματα, εξασφαλίζοντας υψηλή αξιοπιστία και μεγάλη διάρκεια ζωής.
Εγγενώς ασφαλές και αντιεκρηκτικό-:Εγγενώς ασφαλές, καθιστώντας το ιδανικό για εύφλεκτα και εκρηκτικά περιβάλλοντα πηγαδιών πετρελαίου και αερίου.
Προκλήσεις και Περιορισμοί
Αμφισημία στην ερμηνεία:Οι αλλαγές θερμοκρασίας μπορεί να προκληθούν από πολλούς παράγοντες (π.χ. εισροή ρευστού, διοχέτευση, διακύμανση γεωθερμικής κλίσης). Απαιτείται ολοκληρωμένη ερμηνεία που να συνδυάζει γεωλογικά, μηχανολογικά και άλλα δεδομένα παραγωγής (π.χ. ρυθμός ροής, πίεση), δημιουργώντας υψηλές απαιτήσεις στους διερμηνείς.
Ανταλλάξτε-αντιστοιχία μεταξύ χωρικής ανάλυσης και ακρίβειας μέτρησης θερμοκρασίας:Υπάρχει μια αντιστάθμιση- μεταξύ της χωρικής ανάλυσης (συνήθως γύρω στο 1 μέτρο) και της απόλυτης ακρίβειας μέτρησης της θερμοκρασίας, γεγονός που καθιστά δύσκολη την ακριβή διάκριση εξαιρετικά λεπτών διαστημάτων παραγωγής.
Εξάρτηση από τη διαφορά θερμοκρασίας:Η αποτελεσματικότητα του DTS βασίζεται σε μια επαρκή διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του εισερχόμενου/εισερχόμενου υγρού και της θερμοκρασίας υποβάθρου σχηματισμού. Η ερμηνεία γίνεται δύσκολη όταν η διαφορά θερμοκρασίας είναι ελάχιστη.
Υψηλό αρχικό κόστος επένδυσης:Η αρχική επένδυση σε συστήματα ολοκλήρωσης οπτικών ινών είναι σχετικά υψηλή και απαιτεί μια ολοκληρωμένη αξιολόγηση οικονομικού οφέλους.
Σύναψη
Τα κατανεμημένα συστήματα DTS οπτικών ινών έχουν μεταμορφώσει πλήρως το τοπίο της παραδοσιακής καταγραφής παραγωγής. Έχουν μετατρέψει το φρεάτιο από μια σειρά διακριτών σημείων μέτρησης σε μια διαφανή γραμμή μέτρησης, παρέχοντας στους μηχανικούς μια άνευ προηγουμένου οπτική κατανόηση της δυναμικής του ρευστού κάτω οπής.
Επιτρέποντας τη μακροπρόθεσμη-παρακολούθηση σε πραγματικό-χρόνο και τη συνεχή παρακολούθηση της θερμοκρασίας, το DTS διαδραματίζει αναντικατάστατο ρόλο στην ανάλυση προφίλ παραγωγής υγρών, στη βελτιστοποίηση του προφίλ έγχυσης, στη διασφάλιση ακεραιότητας φρεατίων και στην αξιολόγηση του αποτελέσματος θραύσης. Είναι μια από τις βασικές τεχνολογίες για την υλοποίηση έξυπνης και εκλεπτυσμένης διαχείρισης ταμιευτήρων και τη βελτίωση του απόλυτου παράγοντα ανάκτησης πετρελαίου. Με τη συνεχή πρόοδο της τεχνολογίας οπτικών ινών και των αλγορίθμων ανάλυσης δεδομένων, οι προοπτικές εφαρμογής της θα είναι ακόμη ευρύτερες.
Για περισσότερες πληροφορίες, επικοινωνήστε μαζί μας στοmarketing@qdzitn.com!