分布式光纖測(cè)溫技術(shù)在油田開發(fā)中的發(fā)展?jié)摿?/h1>
2015-05-09 18:43:50朱世琰李海濤張建偉陽明君
油氣藏評(píng)價(jià)與開發(fā) 2015年5期
朱世琰，李海濤，張建偉，唐 超，陽明君
（1.西南石油大學(xué)石油與天然氣工程學(xué)院，四川 成都 610500；2.中國(guó)石化華北分公司鹽池采油廠，寧夏 鹽池 751500；3.中國(guó)石油新疆油田公司陸梁油田作業(yè)區(qū)，新疆 克拉瑪依 834000）
分布式光纖測(cè)溫技術(shù)在油田開發(fā)中的發(fā)展?jié)摿?/p>
朱世琰1，李海濤1，張建偉2，唐 超3，陽明君1
（1.西南石油大學(xué)石油與天然氣工程學(xué)院，四川 成都 610500；2.中國(guó)石化華北分公司鹽池采油廠，寧夏 鹽池 751500；3.中國(guó)石油新疆油田公司陸梁油田作業(yè)區(qū)，新疆 克拉瑪依 834000）
分布式光纖測(cè)溫技術(shù)（DTS）是一種實(shí)時(shí)連續(xù)較為準(zhǔn)確測(cè)量溫度剖面的新興技術(shù)。從分布式光纖測(cè)溫的基本原理和光纖安裝方式、類型出發(fā)，介紹了分布式光纖測(cè)溫技術(shù)在油田開發(fā)中的應(yīng)用并說明了實(shí)施分布式光纖溫度測(cè)試的選井標(biāo)準(zhǔn)，闡述了分布式光纖測(cè)溫技術(shù)在監(jiān)測(cè)油井動(dòng)態(tài)生產(chǎn)信息方面與其它常規(guī)監(jiān)測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)并對(duì)其進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。研究分析表明分布式光纖測(cè)溫技術(shù)在油氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與優(yōu)化和復(fù)雜油氣藏的高效開發(fā)中具有巨大的潛力。
分布式光纖測(cè)溫技術(shù)；溫度剖面；生產(chǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)；經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)；發(fā)展?jié)摿?/p>
在石油工業(yè)中，溫度測(cè)井已被應(yīng)用于確定產(chǎn)水、產(chǎn)氣位置，確定套管漏失位置，評(píng)價(jià)固井質(zhì)量及判斷生產(chǎn)和注入層位等方面[1]。但是主要集中在定性分析，不能定量地研究流入溫度與流入量的關(guān)系，而且采用常規(guī)生產(chǎn)測(cè)試設(shè)備也會(huì)面臨難度大、耗時(shí)長(zhǎng)、誤差大、成本高以及不能進(jìn)行長(zhǎng)期的生產(chǎn)監(jiān)測(cè)等諸多問題。近年來隨著光纖測(cè)量技術(shù)的快速發(fā)展，出現(xiàn)了一些用于井下溫度監(jiān)測(cè)的新技術(shù)和新設(shè)備，比如近年來廣泛采用的分布式光纖溫度傳感器（DTS），它可以探測(cè)微小的溫度變化，實(shí)時(shí)提供準(zhǔn)確而連續(xù)的溫度數(shù)據(jù)，光纖測(cè)溫技術(shù)的逐漸成熟和突出優(yōu)點(diǎn)促進(jìn)了各行業(yè)DTS技術(shù)應(yīng)用和理論研究熱潮。本文就分布式光纖測(cè)溫技術(shù)的原理、光纖安裝方式、在油田開發(fā)中的應(yīng)用、優(yōu)勢(shì)、試驗(yàn)井選井標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)例分析、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行了闡述。
1 分布式光纖測(cè)溫的基本原理
分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)依據(jù)后向散射原理可以分為三種：基于瑞利散射、基于拉曼散射和基于布里淵散射。目前發(fā)展比較成熟，且有產(chǎn)品應(yīng)用于工程的是基于拉曼散射的分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)。它的傳感原理主要依據(jù)的是光纖的光時(shí)域反射（OTDR）原理和光纖的后向拉曼散射溫度效應(yīng)[2-3]。分布式光纖測(cè)溫原理如圖1所示。
圖1 DTS測(cè)溫原理Fig.1 DTS temperature measurement principle
1.1 光時(shí)域反射原理
當(dāng)激光脈沖在光纖中傳輸時(shí)，光纖中的材料顆粒由于在折射率上具有微觀不均勻性，則會(huì)發(fā)生散射。在入射光經(jīng)過后向散射返回到光纖入射端的t時(shí)間內(nèi)，激光脈沖在光纖中傳輸?shù)木嚯x為2L（，c為真空中的光速，n為光纖折射率），則在t時(shí)刻測(cè)量的光強(qiáng)就是距離光纖入射端L處的后向散射光信號(hào)。不同時(shí)刻的反射光波對(duì)應(yīng)于不同距離點(diǎn)所產(chǎn)生的散射。因此，可以通過測(cè)量不同時(shí)間的反射光波對(duì)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行定位。
1.2 拉曼散射溫度效應(yīng)
當(dāng)激光脈沖在光纖內(nèi)部傳輸時(shí)，由于光子與光纖材料內(nèi)部分子的非彈性碰撞而發(fā)生能量交換，產(chǎn)生拉曼散射。拉曼散射會(huì)產(chǎn)生兩種不同波長(zhǎng)的散射光，即斯托克斯光（大于入射光波長(zhǎng)）和反斯托克斯光（小于入射光波長(zhǎng)），反斯托克斯光對(duì)溫度極為敏感，而斯托克斯光與溫度的相關(guān)性很小，所以通過檢測(cè)反斯托克斯光與斯托克斯光強(qiáng)度的比值，就可實(shí)現(xiàn)光纖上各點(diǎn)溫度的測(cè)量。
2 分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)的光纖安裝方式
2.1 光纖的安裝方式
光纖的安裝方式主要分為永久式、回收式、泵送式等，安裝在由不銹鋼或鎳鉻鐵合金為材料制成的小直徑密封毛細(xì)管中[4-9]。
1）永久式：光纖通常被固定于生產(chǎn)油管或套管外作為一種永久性安裝方式，可保證光纖不受井下作業(yè)影響，隨時(shí)對(duì)井下溫度分布進(jìn)行長(zhǎng)期不間斷的監(jiān)測(cè)。該安裝方式也可以應(yīng)用到礫石充填防砂完井和智能完井中。
2）回收式：簡(jiǎn)單地將光纖置于毛細(xì)鋼管內(nèi)，類似于試井鋼絲或絞纜系統(tǒng)。光纖可纏繞在滾筒上入井或者在水平井或大位移井中置于連續(xù)油管中，下井及起出的方法類似于鋼絲繩作業(yè)，主要在油井增產(chǎn)作業(yè)中實(shí)施。
3）泵送式：光纖通過泵送流體推入到預(yù)先安裝的控制線內(nèi)。
2.2 光纖的安裝類型
光纖的安裝類型分為單頭安裝和雙頭安裝（圖2）。光纖采用雙頭安裝（即光纖兩端都通過井口，繞U型接頭返回地面），在測(cè)量時(shí)，激光器分別從兩頭發(fā)送脈沖激光到光纖內(nèi)，則雙頭光纖安裝具有更高的精確度和分辨率[10]，可自動(dòng)對(duì)光損耗進(jìn)行重新校準(zhǔn)，特別適用如水平井這種需要分析溫度變化很小的油井中。但是，雙頭安裝難度比單頭大。
3 分布式光纖測(cè)溫在油田開發(fā)中的應(yīng)用
利用分布式光纖測(cè)溫技術(shù)可以實(shí)時(shí)獲取井筒溫度剖面，所以它在油田開發(fā)中得到了廣泛的應(yīng)用。
3.1 識(shí)別井筒中入流流體類型
定性地分析通過分布式光纖測(cè)溫技術(shù)測(cè)得的溫度剖面可以得到：產(chǎn)氣時(shí)氣體由于焦耳—湯姆遜效應(yīng)，一般溫度要降低；由于井溫隨井深增加而增加，當(dāng)?shù)姿筒氐姿黄茣r(shí)，水是從較深的區(qū)域流入水平井筒，溫度要升高；如果油和水從同一深度產(chǎn)出，由于水的比熱容比油大，產(chǎn)水時(shí)比產(chǎn)油時(shí)的溫度要低一些。鑒于油、氣、水流入井筒的溫度不同，當(dāng)有某相流體進(jìn)入井筒時(shí)，水平井井筒溫度曲線的斜率就會(huì)發(fā)生明顯變化，因此，可識(shí)別出入流流體類型，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)水、氣或注入流體的早期突破，繼而通過智能井技術(shù)分離不需要的流體[11-13]。DTS溫度分辨率越高，越有利于準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)油井中（特別是水平井）水、氣的突破位置和突破時(shí)間。
圖2 光纖安裝類型Fig.2 Installation types of fiber optic
3.2 定量評(píng)價(jià)產(chǎn)液剖面
評(píng)價(jià)產(chǎn)液剖面的理論基礎(chǔ)是沿井筒分布的溫度剖面受產(chǎn)液剖面的影響。由于溫度剖面相對(duì)流量剖面要好測(cè)得多，基于油井熱力學(xué)模型這樣的正演模型，在給定的油藏基礎(chǔ)參數(shù)下，可以迭代計(jì)算溫度、壓力和各相流量，采用反演算法，將分布式光纖測(cè)溫技術(shù)得到的溫度測(cè)量值與用油井熱力學(xué)模型計(jì)算的溫度預(yù)測(cè)值進(jìn)行擬合，使其之差的平方達(dá)到最小，此時(shí)擬合好后計(jì)算出的各相流量即為反演后的各相流量。這就是通過測(cè)得的溫度剖面解釋產(chǎn)液剖面的反演過程，可以定量評(píng)價(jià)產(chǎn)液剖面，獲得油井的多相流量[14-15]。
3.3 探測(cè)優(yōu)勢(shì)注入?yún)^(qū)域
通過分析油井中流體的加熱（冷卻）速度能夠定性探測(cè)出優(yōu)勢(shì)注入?yún)^(qū)域[16]。油井關(guān)閉后，如水（蒸氣）之類的注入流體將增加（降低）自身溫度，直到達(dá)到與地溫梯度相對(duì)應(yīng)的溫度為止。相對(duì)于其它區(qū)域來講，吸收了較多水（蒸氣）的注入?yún)^(qū)域?qū)⒈憩F(xiàn)出相對(duì)較低的加熱（冷卻）速度。這需要測(cè)量沿井筒分布的溫度剖面。
3.4 診斷和評(píng)估壓裂酸化增產(chǎn)措施
DTS測(cè)試技術(shù)可用于診斷直井和水平井的壓裂酸化增產(chǎn)措施，與傳統(tǒng)的溫度測(cè)井只能提供在壓裂增產(chǎn)措施前后關(guān)井的一段時(shí)間內(nèi)溫度剖面的瞬態(tài)圖相比，它可以持續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)增產(chǎn)作業(yè)過程中井筒的動(dòng)態(tài)溫度剖面，可用于確定水平井酸化過程中的流體分布，還可用于探測(cè)壓裂后水平井裂縫位置、裂縫條數(shù)以便優(yōu)化增產(chǎn)作業(yè)[17-19]。
3.5 監(jiān)測(cè)氣舉過程中氣舉閥的工作狀態(tài)
一般通過氣舉閥注入氣體將導(dǎo)致井內(nèi)流體溫度下降，這是由于焦耳—湯姆遜效應(yīng)，膨脹氣體冷卻的結(jié)果。因此，采用分布式光纖測(cè)溫技術(shù)測(cè)量沿井筒的溫度剖面，通過溫度變化就能快速判斷氣舉閥工作是否正常[20]。
3.6 監(jiān)測(cè)固井過程
水泥凝固的特征是放熱反應(yīng)，將熱量傳遞給井中流體。在水泥凝固的地方，井中流體溫度增加，而在固井質(zhì)量差的地方，則不出現(xiàn)溫度的變化。因此，在固井過程中也需要進(jìn)行溫度剖面測(cè)量[16]。
4 DTS的優(yōu)勢(shì)
油田現(xiàn)場(chǎng)一般通過常規(guī)生產(chǎn)測(cè)井技術(shù)手段獲得油井動(dòng)靜態(tài)生產(chǎn)信息。但是，由于目前具有很長(zhǎng)生產(chǎn)層段的油井越來越多，而且很多是大斜度井甚至是水平井，井眼軌跡波狀起伏造成產(chǎn)液剖面異常復(fù)雜，這給通過常規(guī)生產(chǎn)測(cè)井技術(shù)手段來評(píng)價(jià)油井產(chǎn)液剖面帶來很大困難，難以解決流體在整個(gè)水平井段內(nèi)的流動(dòng)分布問題、油氣水的入流點(diǎn)以及各水平段對(duì)總流量的貢獻(xiàn)率等一系列問題[21]，即使采用現(xiàn)有的先進(jìn)技術(shù)和工具也不能保證油氣水各相流量測(cè)量的準(zhǔn)確性。比如目前國(guó)內(nèi)油田采用Schlumberger公司先進(jìn)的產(chǎn)液剖面技術(shù)的結(jié)果表明，由于國(guó)內(nèi)水平井產(chǎn)液量普遍較低（大多在50～100 m3/d），井筒不規(guī)則，導(dǎo)致測(cè)試儀器下入困難，測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確，且動(dòng)態(tài)產(chǎn)液剖面測(cè)試費(fèi)用太高，油田難以承受。
而分布式光纖測(cè)溫技術(shù)可以探測(cè)微小的溫度變化，實(shí)時(shí)提供準(zhǔn)確而連續(xù)的溫度數(shù)據(jù)，這就為監(jiān)測(cè)油井的生產(chǎn)狀況提供了一條新途徑。它可以實(shí)現(xiàn)大范圍、長(zhǎng)距離的實(shí)時(shí)快速多點(diǎn)測(cè)量空間溫度場(chǎng)分布，通過沿整個(gè)完井長(zhǎng)度連續(xù)性采集溫度資料來監(jiān)測(cè)油氣田開發(fā)動(dòng)態(tài)，具有耐高溫、無遲滯、長(zhǎng)期使用穩(wěn)定、安全、抗電磁干擾、精確度高等傳統(tǒng)溫度傳感器不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。DTS系統(tǒng)一般不會(huì)受流動(dòng)情況的干擾，在測(cè)量溫度時(shí)光纖不需要來回地移動(dòng)，可以保證井下溫度的平衡狀態(tài)不受到影響。分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)既可長(zhǎng)時(shí)間置于井中進(jìn)行溫度剖面的連續(xù)監(jiān)測(cè)，也可如同生產(chǎn)測(cè)井、放射性示蹤測(cè)井一樣作為短期監(jiān)測(cè)手段[22]，表1中列出了在監(jiān)測(cè)產(chǎn)出/注入剖面方面DTS技術(shù)與其它監(jiān)測(cè)手段的一系列內(nèi)外在因素的對(duì)比情況。
5 實(shí)施分布式光纖溫度測(cè)試的選井標(biāo)準(zhǔn)
1）油井力學(xué)狀態(tài)的限制。光纖能否從地面順利下入溫度測(cè)試區(qū)域要受油井力學(xué)狀態(tài)的影響，要采用合理的方法盡早地將光纖下入井中。
2）光纜長(zhǎng)度的限制。DTS一般每隔1 m進(jìn)行測(cè)量，允許最大的測(cè)量距離為12 km，較長(zhǎng)的光纖長(zhǎng)度可達(dá)到30 km。
3）井下溫度的影響。如果要保證DTS溫度測(cè)試結(jié)果較為準(zhǔn)確，井下溫度一般要低于300℃。
4）油井產(chǎn)量和深度的影響。實(shí)施分布式光纖溫度測(cè)試技術(shù)最好要保證油井產(chǎn)量大于60 m3/d，油井深度＜3 000 m。
6 DTS實(shí)例應(yīng)用
表1 監(jiān)測(cè)流動(dòng)剖面的各種監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)比Table 1 Comparison of monitoring technologies for monitoring flow profile
英國(guó)石油公司W(wǎng)ytch Farm油田M-17油井，自1999年該井投產(chǎn)以來，采用分布式光纖測(cè)溫技術(shù)測(cè)量溫度，光纖的安裝方式為在下入完井管柱后，將光纖泵送入井。圖3為2000年4月通過DTS技術(shù)監(jiān)測(cè)到的該井所在整個(gè)儲(chǔ)層的溫度剖面。從圖3中可以看出從井段底部到井筒上部有明顯的溫度降低，表示有冷海水從附近的注水井突破。2000年4月30日關(guān)井，溫度剖面發(fā)生明顯變化，關(guān)井后溫度上升，表明井段底部向中部射孔層段存在竄流，該中部射孔層段確認(rèn)為主力生產(chǎn)層段[23-24]。該實(shí)例充分說明了分布式光纖測(cè)溫技術(shù)在監(jiān)測(cè)油井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)方面起到了重要作用。
圖3 通過DTS技術(shù)測(cè)量的Wytch Farm油田M-17油井溫度剖面Fig.3 Temperature profile of well M-17 in Wytch Farm field by DTS
7 DTS作業(yè)井的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)
7.1 生產(chǎn)井的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)
對(duì)實(shí)施分布式光纖溫度測(cè)試技術(shù)（DTS）的生產(chǎn)井進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)時(shí)考慮了以下情況：
1）采用DTS技術(shù)對(duì)井下溫度進(jìn)行測(cè)量，能實(shí)時(shí)監(jiān)控井的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，可以及時(shí)采取補(bǔ)救措施抑制井中不希望出現(xiàn)的狀況，從而提高油井產(chǎn)量，增加經(jīng)濟(jì)效益。本例中考慮生產(chǎn)井產(chǎn)量增加10%。
2）生產(chǎn)時(shí)間為22個(gè)月，對(duì)比未實(shí)施DTS技術(shù)和實(shí)施DTS技術(shù)的生產(chǎn)井的收益和凈現(xiàn)值，如圖4～6所示。實(shí)施DTS技術(shù)的生產(chǎn)井中要考慮DTS的成本支出。
圖4 未實(shí)施DTS的生產(chǎn)井收益Fig.4 Net present value of production well without DTS
圖5 實(shí)施DTS的生產(chǎn)井收益Fig.5 Net present value of production well with DTS
圖6 未實(shí)施和實(shí)施DTS的生產(chǎn)井收益凈現(xiàn)值對(duì)比Fig.6 Net present value comparison of production well with and without DTS
7.2 注水井的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)
對(duì)實(shí)施分布式光纖溫度測(cè)試技術(shù)（DTS）和放射性示蹤測(cè)井（RTS）的注水井進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)時(shí)考慮了以下情況：
1）本例中同樣考慮生產(chǎn)井A井產(chǎn)量增加10%。
2）剛開始注水時(shí)，注水井B井就實(shí)施DTS測(cè)試，B井的DTS測(cè)試成本為840.970美元，注水井C井在半年后實(shí)施DTS測(cè)試，由于C井可共用B井的DTS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的地面裝置，即可節(jié)約成本，C井的DTS測(cè)試成本為346.262美元，同時(shí)考慮注水成本。
3）注水井B井和C井在評(píng)價(jià)注水剖面時(shí)也采用RTS測(cè)試，同時(shí)考慮注水井B井、C井的RTS測(cè)試成本和注水成本。
4）生產(chǎn)時(shí)間為22個(gè)月，對(duì)比采用RTS測(cè)試和DTS技術(shù)的試驗(yàn)井的收益和凈現(xiàn)值，如圖7～9所示。
圖7 采用RTS測(cè)試采油—注水收入和成本支出Fig.7 Production and injection revenues and cost with RTS
圖8 采用DTS測(cè)試采油—注水收入和成本支出Fig.8 Production and injection revenues and cost with DTS
圖9 采用RTS和DTS測(cè)試的注水井收益凈現(xiàn)值對(duì)比Fig.9 Net present value comparison of injection well with RTS and DTS
從圖6和圖9生產(chǎn)井和注水井的收益凈現(xiàn)值對(duì)比圖中可以看出，生產(chǎn)22個(gè)月后，對(duì)于生產(chǎn)井，采用DTS測(cè)試的收益凈現(xiàn)值比未采用DTS測(cè)試的收益凈現(xiàn)值要高，說明DTS起到了監(jiān)測(cè)油井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)的作用，帶來了一定的經(jīng)濟(jì)效益；對(duì)于注水井，采用RTS測(cè)試的收益凈現(xiàn)值比采用DTS的收益凈現(xiàn)值要高，說明DTS的測(cè)試成本過高，該技術(shù)在注水過程中獲得測(cè)試數(shù)據(jù)信息不是最為經(jīng)濟(jì)的，但是它的測(cè)試精確度較高，對(duì)油井生產(chǎn)干擾時(shí)間短，可以實(shí)時(shí)獲取數(shù)據(jù)信息，這些優(yōu)點(diǎn)可以促進(jìn)分布式光纖測(cè)溫技術(shù)在優(yōu)化二次采油作業(yè)中的應(yīng)用。
8 結(jié)論
1）分布式光纖測(cè)溫的基本原理是基于光纖的光時(shí)域反射（OTDR）原理和光纖的后向拉曼散射溫度效應(yīng)。光纖的安裝方式可分為永久式、回收式和泵送式，安裝類型又分為單頭安裝和雙頭安裝，可以進(jìn)行短期或長(zhǎng)期的實(shí)時(shí)生產(chǎn)監(jiān)測(cè)。
2）介紹了分布式光纖測(cè)溫技術(shù)（DTS）在油田開發(fā)中的應(yīng)用，分析了DTS與其它監(jiān)測(cè)技術(shù)手段在油水井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方面的一系列內(nèi)外在因素對(duì)比情況，闡述了DTS的優(yōu)勢(shì)所在，它可以不受流動(dòng)情況的干擾，實(shí)現(xiàn)大范圍、長(zhǎng)距離的實(shí)時(shí)快速多點(diǎn)測(cè)量空間溫度場(chǎng)分布，能保證井內(nèi)的溫度平衡狀態(tài)不受影響。
3）提出了實(shí)施分布式光纖溫度測(cè)試的選井標(biāo)準(zhǔn)，能否采用DTS技術(shù)要受油井力學(xué)狀態(tài)、光纜長(zhǎng)度、井下溫度、油井產(chǎn)量和深度等因素的影響。
4）對(duì)實(shí)施DTS測(cè)試的生產(chǎn)井和注水井進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，說明DTS起到了監(jiān)測(cè)油水井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)的作用，帶來了一定的經(jīng)濟(jì)效益，但DTS的測(cè)試成本過高，該技術(shù)在注水過程中獲得測(cè)試數(shù)據(jù)信息可能不是最為經(jīng)濟(jì)的，但是相較常規(guī)監(jiān)測(cè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)可以促進(jìn)分布式光纖測(cè)溫技術(shù)在油田開發(fā)中的廣泛應(yīng)用。
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（編輯 楊友勝）
Potential of fiber optic distributed temperature sensing technology for oilfield development
Zhu Shiyan1,Li Haitao1,Zhang Jianwei2,Tang chao3and Yang Mingjun1
(1.School of Petroleum and Natural Gas Engineering,Southwest Petroleum University,Chengdu,Sichuan 610500,China; 2.Yanchi Oil Production Plant of Huabei Branch,SINOPEC,Yanchi,Ningxia 751500,China; 3.Luliang Field Operation District,RetroChina Xinjiang Oilfield Company,Karamay,Xinjiang 834000,China)
The fiber optic distributed temperature sensing(DTS)technology is a newly developed technology of obtaining continuous and accurate temperature profile in real time.From the fundamental principle of fiber optic distributed temperature sensing,installation forms of fiber optic cables and monitoring types of DTS measurement system,DTS applications in oilfield development and selection criteria for DTS candidate wells are introduced,meanwhile,the advantages of DTS compared to other conventional monitoring technologies in the aspect of monitoring well performance are expounded,and the economic evaluation of those monitoring technologies is conducted.The research and analysis show that fiber optic distributed temperature sensing technology has great potential for well performance monitoring,optimization and high efficient development of complex reservoirs.
fiber optic distributed temperature sensing technology,temperature profile,well performance monitoring,economic evaluation,development potential
TE33
：A
2015-04-15。
朱世琰（1987—），女，在讀博士研究生，油氣田開發(fā)。
十二五國(guó)家科技重大專項(xiàng)“大型油氣田及煤層氣開發(fā)”（2011ZX05002-006-004HZ）。
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朱世琰，李海濤，張建偉，唐 超，陽明君
（1.西南石油大學(xué)石油與天然氣工程學(xué)院，四川 成都 610500；2.中國(guó)石化華北分公司鹽池采油廠，寧夏 鹽池 751500；3.中國(guó)石油新疆油田公司陸梁油田作業(yè)區(qū)，新疆 克拉瑪依 834000）
分布式光纖測(cè)溫技術(shù)在油田開發(fā)中的發(fā)展?jié)摿?/p>
朱世琰1，李海濤1，張建偉2，唐 超3，陽明君1
（1.西南石油大學(xué)石油與天然氣工程學(xué)院，四川 成都 610500；2.中國(guó)石化華北分公司鹽池采油廠，寧夏 鹽池 751500；3.中國(guó)石油新疆油田公司陸梁油田作業(yè)區(qū)，新疆 克拉瑪依 834000）
分布式光纖測(cè)溫技術(shù)（DTS）是一種實(shí)時(shí)連續(xù)較為準(zhǔn)確測(cè)量溫度剖面的新興技術(shù)。從分布式光纖測(cè)溫的基本原理和光纖安裝方式、類型出發(fā)，介紹了分布式光纖測(cè)溫技術(shù)在油田開發(fā)中的應(yīng)用并說明了實(shí)施分布式光纖溫度測(cè)試的選井標(biāo)準(zhǔn)，闡述了分布式光纖測(cè)溫技術(shù)在監(jiān)測(cè)油井動(dòng)態(tài)生產(chǎn)信息方面與其它常規(guī)監(jiān)測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)并對(duì)其進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。研究分析表明分布式光纖測(cè)溫技術(shù)在油氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與優(yōu)化和復(fù)雜油氣藏的高效開發(fā)中具有巨大的潛力。
分布式光纖測(cè)溫技術(shù)；溫度剖面；生產(chǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)；經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)；發(fā)展?jié)摿?/p>
在石油工業(yè)中，溫度測(cè)井已被應(yīng)用于確定產(chǎn)水、產(chǎn)氣位置，確定套管漏失位置，評(píng)價(jià)固井質(zhì)量及判斷生產(chǎn)和注入層位等方面[1]。但是主要集中在定性分析，不能定量地研究流入溫度與流入量的關(guān)系，而且采用常規(guī)生產(chǎn)測(cè)試設(shè)備也會(huì)面臨難度大、耗時(shí)長(zhǎng)、誤差大、成本高以及不能進(jìn)行長(zhǎng)期的生產(chǎn)監(jiān)測(cè)等諸多問題。近年來隨著光纖測(cè)量技術(shù)的快速發(fā)展，出現(xiàn)了一些用于井下溫度監(jiān)測(cè)的新技術(shù)和新設(shè)備，比如近年來廣泛采用的分布式光纖溫度傳感器（DTS），它可以探測(cè)微小的溫度變化，實(shí)時(shí)提供準(zhǔn)確而連續(xù)的溫度數(shù)據(jù)，光纖測(cè)溫技術(shù)的逐漸成熟和突出優(yōu)點(diǎn)促進(jìn)了各行業(yè)DTS技術(shù)應(yīng)用和理論研究熱潮。本文就分布式光纖測(cè)溫技術(shù)的原理、光纖安裝方式、在油田開發(fā)中的應(yīng)用、優(yōu)勢(shì)、試驗(yàn)井選井標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)例分析、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行了闡述。
1 分布式光纖測(cè)溫的基本原理
分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)依據(jù)后向散射原理可以分為三種：基于瑞利散射、基于拉曼散射和基于布里淵散射。目前發(fā)展比較成熟，且有產(chǎn)品應(yīng)用于工程的是基于拉曼散射的分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)。它的傳感原理主要依據(jù)的是光纖的光時(shí)域反射（OTDR）原理和光纖的后向拉曼散射溫度效應(yīng)[2-3]。分布式光纖測(cè)溫原理如圖1所示。
圖1 DTS測(cè)溫原理Fig.1 DTS temperature measurement principle
1.1 光時(shí)域反射原理
當(dāng)激光脈沖在光纖中傳輸時(shí)，光纖中的材料顆粒由于在折射率上具有微觀不均勻性，則會(huì)發(fā)生散射。在入射光經(jīng)過后向散射返回到光纖入射端的t時(shí)間內(nèi)，激光脈沖在光纖中傳輸?shù)木嚯x為2L（，c為真空中的光速，n為光纖折射率），則在t時(shí)刻測(cè)量的光強(qiáng)就是距離光纖入射端L處的后向散射光信號(hào)。不同時(shí)刻的反射光波對(duì)應(yīng)于不同距離點(diǎn)所產(chǎn)生的散射。因此，可以通過測(cè)量不同時(shí)間的反射光波對(duì)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行定位。
1.2 拉曼散射溫度效應(yīng)
當(dāng)激光脈沖在光纖內(nèi)部傳輸時(shí)，由于光子與光纖材料內(nèi)部分子的非彈性碰撞而發(fā)生能量交換，產(chǎn)生拉曼散射。拉曼散射會(huì)產(chǎn)生兩種不同波長(zhǎng)的散射光，即斯托克斯光（大于入射光波長(zhǎng)）和反斯托克斯光（小于入射光波長(zhǎng)），反斯托克斯光對(duì)溫度極為敏感，而斯托克斯光與溫度的相關(guān)性很小，所以通過檢測(cè)反斯托克斯光與斯托克斯光強(qiáng)度的比值，就可實(shí)現(xiàn)光纖上各點(diǎn)溫度的測(cè)量。
2 分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)的光纖安裝方式
2.1 光纖的安裝方式
光纖的安裝方式主要分為永久式、回收式、泵送式等，安裝在由不銹鋼或鎳鉻鐵合金為材料制成的小直徑密封毛細(xì)管中[4-9]。
1）永久式：光纖通常被固定于生產(chǎn)油管或套管外作為一種永久性安裝方式，可保證光纖不受井下作業(yè)影響，隨時(shí)對(duì)井下溫度分布進(jìn)行長(zhǎng)期不間斷的監(jiān)測(cè)。該安裝方式也可以應(yīng)用到礫石充填防砂完井和智能完井中。
2）回收式：簡(jiǎn)單地將光纖置于毛細(xì)鋼管內(nèi)，類似于試井鋼絲或絞纜系統(tǒng)。光纖可纏繞在滾筒上入井或者在水平井或大位移井中置于連續(xù)油管中，下井及起出的方法類似于鋼絲繩作業(yè)，主要在油井增產(chǎn)作業(yè)中實(shí)施。
3）泵送式：光纖通過泵送流體推入到預(yù)先安裝的控制線內(nèi)。
2.2 光纖的安裝類型
光纖的安裝類型分為單頭安裝和雙頭安裝（圖2）。光纖采用雙頭安裝（即光纖兩端都通過井口，繞U型接頭返回地面），在測(cè)量時(shí)，激光器分別從兩頭發(fā)送脈沖激光到光纖內(nèi)，則雙頭光纖安裝具有更高的精確度和分辨率[10]，可自動(dòng)對(duì)光損耗進(jìn)行重新校準(zhǔn)，特別適用如水平井這種需要分析溫度變化很小的油井中。但是，雙頭安裝難度比單頭大。
3 分布式光纖測(cè)溫在油田開發(fā)中的應(yīng)用
利用分布式光纖測(cè)溫技術(shù)可以實(shí)時(shí)獲取井筒溫度剖面，所以它在油田開發(fā)中得到了廣泛的應(yīng)用。
3.1 識(shí)別井筒中入流流體類型
定性地分析通過分布式光纖測(cè)溫技術(shù)測(cè)得的溫度剖面可以得到：產(chǎn)氣時(shí)氣體由于焦耳—湯姆遜效應(yīng)，一般溫度要降低；由于井溫隨井深增加而增加，當(dāng)?shù)姿筒氐姿黄茣r(shí)，水是從較深的區(qū)域流入水平井筒，溫度要升高；如果油和水從同一深度產(chǎn)出，由于水的比熱容比油大，產(chǎn)水時(shí)比產(chǎn)油時(shí)的溫度要低一些。鑒于油、氣、水流入井筒的溫度不同，當(dāng)有某相流體進(jìn)入井筒時(shí)，水平井井筒溫度曲線的斜率就會(huì)發(fā)生明顯變化，因此，可識(shí)別出入流流體類型，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)水、氣或注入流體的早期突破，繼而通過智能井技術(shù)分離不需要的流體[11-13]。DTS溫度分辨率越高，越有利于準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)油井中（特別是水平井）水、氣的突破位置和突破時(shí)間。
圖2 光纖安裝類型Fig.2 Installation types of fiber optic
3.2 定量評(píng)價(jià)產(chǎn)液剖面
評(píng)價(jià)產(chǎn)液剖面的理論基礎(chǔ)是沿井筒分布的溫度剖面受產(chǎn)液剖面的影響。由于溫度剖面相對(duì)流量剖面要好測(cè)得多，基于油井熱力學(xué)模型這樣的正演模型，在給定的油藏基礎(chǔ)參數(shù)下，可以迭代計(jì)算溫度、壓力和各相流量，采用反演算法，將分布式光纖測(cè)溫技術(shù)得到的溫度測(cè)量值與用油井熱力學(xué)模型計(jì)算的溫度預(yù)測(cè)值進(jìn)行擬合，使其之差的平方達(dá)到最小，此時(shí)擬合好后計(jì)算出的各相流量即為反演后的各相流量。這就是通過測(cè)得的溫度剖面解釋產(chǎn)液剖面的反演過程，可以定量評(píng)價(jià)產(chǎn)液剖面，獲得油井的多相流量[14-15]。
3.3 探測(cè)優(yōu)勢(shì)注入?yún)^(qū)域
通過分析油井中流體的加熱（冷卻）速度能夠定性探測(cè)出優(yōu)勢(shì)注入?yún)^(qū)域[16]。油井關(guān)閉后，如水（蒸氣）之類的注入流體將增加（降低）自身溫度，直到達(dá)到與地溫梯度相對(duì)應(yīng)的溫度為止。相對(duì)于其它區(qū)域來講，吸收了較多水（蒸氣）的注入?yún)^(qū)域?qū)⒈憩F(xiàn)出相對(duì)較低的加熱（冷卻）速度。這需要測(cè)量沿井筒分布的溫度剖面。
3.4 診斷和評(píng)估壓裂酸化增產(chǎn)措施
DTS測(cè)試技術(shù)可用于診斷直井和水平井的壓裂酸化增產(chǎn)措施，與傳統(tǒng)的溫度測(cè)井只能提供在壓裂增產(chǎn)措施前后關(guān)井的一段時(shí)間內(nèi)溫度剖面的瞬態(tài)圖相比，它可以持續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)增產(chǎn)作業(yè)過程中井筒的動(dòng)態(tài)溫度剖面，可用于確定水平井酸化過程中的流體分布，還可用于探測(cè)壓裂后水平井裂縫位置、裂縫條數(shù)以便優(yōu)化增產(chǎn)作業(yè)[17-19]。
3.5 監(jiān)測(cè)氣舉過程中氣舉閥的工作狀態(tài)
一般通過氣舉閥注入氣體將導(dǎo)致井內(nèi)流體溫度下降，這是由于焦耳—湯姆遜效應(yīng)，膨脹氣體冷卻的結(jié)果。因此，采用分布式光纖測(cè)溫技術(shù)測(cè)量沿井筒的溫度剖面，通過溫度變化就能快速判斷氣舉閥工作是否正常[20]。
3.6 監(jiān)測(cè)固井過程
水泥凝固的特征是放熱反應(yīng)，將熱量傳遞給井中流體。在水泥凝固的地方，井中流體溫度增加，而在固井質(zhì)量差的地方，則不出現(xiàn)溫度的變化。因此，在固井過程中也需要進(jìn)行溫度剖面測(cè)量[16]。
4 DTS的優(yōu)勢(shì)
油田現(xiàn)場(chǎng)一般通過常規(guī)生產(chǎn)測(cè)井技術(shù)手段獲得油井動(dòng)靜態(tài)生產(chǎn)信息。但是，由于目前具有很長(zhǎng)生產(chǎn)層段的油井越來越多，而且很多是大斜度井甚至是水平井，井眼軌跡波狀起伏造成產(chǎn)液剖面異常復(fù)雜，這給通過常規(guī)生產(chǎn)測(cè)井技術(shù)手段來評(píng)價(jià)油井產(chǎn)液剖面帶來很大困難，難以解決流體在整個(gè)水平井段內(nèi)的流動(dòng)分布問題、油氣水的入流點(diǎn)以及各水平段對(duì)總流量的貢獻(xiàn)率等一系列問題[21]，即使采用現(xiàn)有的先進(jìn)技術(shù)和工具也不能保證油氣水各相流量測(cè)量的準(zhǔn)確性。比如目前國(guó)內(nèi)油田采用Schlumberger公司先進(jìn)的產(chǎn)液剖面技術(shù)的結(jié)果表明，由于國(guó)內(nèi)水平井產(chǎn)液量普遍較低（大多在50～100 m3/d），井筒不規(guī)則，導(dǎo)致測(cè)試儀器下入困難，測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確，且動(dòng)態(tài)產(chǎn)液剖面測(cè)試費(fèi)用太高，油田難以承受。
而分布式光纖測(cè)溫技術(shù)可以探測(cè)微小的溫度變化，實(shí)時(shí)提供準(zhǔn)確而連續(xù)的溫度數(shù)據(jù)，這就為監(jiān)測(cè)油井的生產(chǎn)狀況提供了一條新途徑。它可以實(shí)現(xiàn)大范圍、長(zhǎng)距離的實(shí)時(shí)快速多點(diǎn)測(cè)量空間溫度場(chǎng)分布，通過沿整個(gè)完井長(zhǎng)度連續(xù)性采集溫度資料來監(jiān)測(cè)油氣田開發(fā)動(dòng)態(tài)，具有耐高溫、無遲滯、長(zhǎng)期使用穩(wěn)定、安全、抗電磁干擾、精確度高等傳統(tǒng)溫度傳感器不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。DTS系統(tǒng)一般不會(huì)受流動(dòng)情況的干擾，在測(cè)量溫度時(shí)光纖不需要來回地移動(dòng)，可以保證井下溫度的平衡狀態(tài)不受到影響。分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)既可長(zhǎng)時(shí)間置于井中進(jìn)行溫度剖面的連續(xù)監(jiān)測(cè)，也可如同生產(chǎn)測(cè)井、放射性示蹤測(cè)井一樣作為短期監(jiān)測(cè)手段[22]，表1中列出了在監(jiān)測(cè)產(chǎn)出/注入剖面方面DTS技術(shù)與其它監(jiān)測(cè)手段的一系列內(nèi)外在因素的對(duì)比情況。
5 實(shí)施分布式光纖溫度測(cè)試的選井標(biāo)準(zhǔn)
1）油井力學(xué)狀態(tài)的限制。光纖能否從地面順利下入溫度測(cè)試區(qū)域要受油井力學(xué)狀態(tài)的影響，要采用合理的方法盡早地將光纖下入井中。
2）光纜長(zhǎng)度的限制。DTS一般每隔1 m進(jìn)行測(cè)量，允許最大的測(cè)量距離為12 km，較長(zhǎng)的光纖長(zhǎng)度可達(dá)到30 km。
3）井下溫度的影響。如果要保證DTS溫度測(cè)試結(jié)果較為準(zhǔn)確，井下溫度一般要低于300℃。
4）油井產(chǎn)量和深度的影響。實(shí)施分布式光纖溫度測(cè)試技術(shù)最好要保證油井產(chǎn)量大于60 m3/d，油井深度＜3 000 m。
6 DTS實(shí)例應(yīng)用
表1 監(jiān)測(cè)流動(dòng)剖面的各種監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)比Table 1 Comparison of monitoring technologies for monitoring flow profile
英國(guó)石油公司W(wǎng)ytch Farm油田M-17油井，自1999年該井投產(chǎn)以來，采用分布式光纖測(cè)溫技術(shù)測(cè)量溫度，光纖的安裝方式為在下入完井管柱后，將光纖泵送入井。圖3為2000年4月通過DTS技術(shù)監(jiān)測(cè)到的該井所在整個(gè)儲(chǔ)層的溫度剖面。從圖3中可以看出從井段底部到井筒上部有明顯的溫度降低，表示有冷海水從附近的注水井突破。2000年4月30日關(guān)井，溫度剖面發(fā)生明顯變化，關(guān)井后溫度上升，表明井段底部向中部射孔層段存在竄流，該中部射孔層段確認(rèn)為主力生產(chǎn)層段[23-24]。該實(shí)例充分說明了分布式光纖測(cè)溫技術(shù)在監(jiān)測(cè)油井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)方面起到了重要作用。
圖3 通過DTS技術(shù)測(cè)量的Wytch Farm油田M-17油井溫度剖面Fig.3 Temperature profile of well M-17 in Wytch Farm field by DTS
7 DTS作業(yè)井的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)
7.1 生產(chǎn)井的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)
對(duì)實(shí)施分布式光纖溫度測(cè)試技術(shù)（DTS）的生產(chǎn)井進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)時(shí)考慮了以下情況：
1）采用DTS技術(shù)對(duì)井下溫度進(jìn)行測(cè)量，能實(shí)時(shí)監(jiān)控井的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，可以及時(shí)采取補(bǔ)救措施抑制井中不希望出現(xiàn)的狀況，從而提高油井產(chǎn)量，增加經(jīng)濟(jì)效益。本例中考慮生產(chǎn)井產(chǎn)量增加10%。
2）生產(chǎn)時(shí)間為22個(gè)月，對(duì)比未實(shí)施DTS技術(shù)和實(shí)施DTS技術(shù)的生產(chǎn)井的收益和凈現(xiàn)值，如圖4～6所示。實(shí)施DTS技術(shù)的生產(chǎn)井中要考慮DTS的成本支出。
圖4 未實(shí)施DTS的生產(chǎn)井收益Fig.4 Net present value of production well without DTS
圖5 實(shí)施DTS的生產(chǎn)井收益Fig.5 Net present value of production well with DTS
圖6 未實(shí)施和實(shí)施DTS的生產(chǎn)井收益凈現(xiàn)值對(duì)比Fig.6 Net present value comparison of production well with and without DTS
7.2 注水井的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)
對(duì)實(shí)施分布式光纖溫度測(cè)試技術(shù)（DTS）和放射性示蹤測(cè)井（RTS）的注水井進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)時(shí)考慮了以下情況：
1）本例中同樣考慮生產(chǎn)井A井產(chǎn)量增加10%。
2）剛開始注水時(shí)，注水井B井就實(shí)施DTS測(cè)試，B井的DTS測(cè)試成本為840.970美元，注水井C井在半年后實(shí)施DTS測(cè)試，由于C井可共用B井的DTS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的地面裝置，即可節(jié)約成本，C井的DTS測(cè)試成本為346.262美元，同時(shí)考慮注水成本。
3）注水井B井和C井在評(píng)價(jià)注水剖面時(shí)也采用RTS測(cè)試，同時(shí)考慮注水井B井、C井的RTS測(cè)試成本和注水成本。
4）生產(chǎn)時(shí)間為22個(gè)月，對(duì)比采用RTS測(cè)試和DTS技術(shù)的試驗(yàn)井的收益和凈現(xiàn)值，如圖7～9所示。
圖7 采用RTS測(cè)試采油—注水收入和成本支出Fig.7 Production and injection revenues and cost with RTS
圖8 采用DTS測(cè)試采油—注水收入和成本支出Fig.8 Production and injection revenues and cost with DTS
圖9 采用RTS和DTS測(cè)試的注水井收益凈現(xiàn)值對(duì)比Fig.9 Net present value comparison of injection well with RTS and DTS
從圖6和圖9生產(chǎn)井和注水井的收益凈現(xiàn)值對(duì)比圖中可以看出，生產(chǎn)22個(gè)月后，對(duì)于生產(chǎn)井，采用DTS測(cè)試的收益凈現(xiàn)值比未采用DTS測(cè)試的收益凈現(xiàn)值要高，說明DTS起到了監(jiān)測(cè)油井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)的作用，帶來了一定的經(jīng)濟(jì)效益；對(duì)于注水井，采用RTS測(cè)試的收益凈現(xiàn)值比采用DTS的收益凈現(xiàn)值要高，說明DTS的測(cè)試成本過高，該技術(shù)在注水過程中獲得測(cè)試數(shù)據(jù)信息不是最為經(jīng)濟(jì)的，但是它的測(cè)試精確度較高，對(duì)油井生產(chǎn)干擾時(shí)間短，可以實(shí)時(shí)獲取數(shù)據(jù)信息，這些優(yōu)點(diǎn)可以促進(jìn)分布式光纖測(cè)溫技術(shù)在優(yōu)化二次采油作業(yè)中的應(yīng)用。
8 結(jié)論
1）分布式光纖測(cè)溫的基本原理是基于光纖的光時(shí)域反射（OTDR）原理和光纖的后向拉曼散射溫度效應(yīng)。光纖的安裝方式可分為永久式、回收式和泵送式，安裝類型又分為單頭安裝和雙頭安裝，可以進(jìn)行短期或長(zhǎng)期的實(shí)時(shí)生產(chǎn)監(jiān)測(cè)。
2）介紹了分布式光纖測(cè)溫技術(shù)（DTS）在油田開發(fā)中的應(yīng)用，分析了DTS與其它監(jiān)測(cè)技術(shù)手段在油水井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方面的一系列內(nèi)外在因素對(duì)比情況，闡述了DTS的優(yōu)勢(shì)所在，它可以不受流動(dòng)情況的干擾，實(shí)現(xiàn)大范圍、長(zhǎng)距離的實(shí)時(shí)快速多點(diǎn)測(cè)量空間溫度場(chǎng)分布，能保證井內(nèi)的溫度平衡狀態(tài)不受影響。
3）提出了實(shí)施分布式光纖溫度測(cè)試的選井標(biāo)準(zhǔn)，能否采用DTS技術(shù)要受油井力學(xué)狀態(tài)、光纜長(zhǎng)度、井下溫度、油井產(chǎn)量和深度等因素的影響。
4）對(duì)實(shí)施DTS測(cè)試的生產(chǎn)井和注水井進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，說明DTS起到了監(jiān)測(cè)油水井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)的作用，帶來了一定的經(jīng)濟(jì)效益，但DTS的測(cè)試成本過高，該技術(shù)在注水過程中獲得測(cè)試數(shù)據(jù)信息可能不是最為經(jīng)濟(jì)的，但是相較常規(guī)監(jiān)測(cè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)可以促進(jìn)分布式光纖測(cè)溫技術(shù)在油田開發(fā)中的廣泛應(yīng)用。
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（編輯 楊友勝）
Potential of fiber optic distributed temperature sensing technology for oilfield development
Zhu Shiyan1,Li Haitao1,Zhang Jianwei2,Tang chao3and Yang Mingjun1
(1.School of Petroleum and Natural Gas Engineering,Southwest Petroleum University,Chengdu,Sichuan 610500,China; 2.Yanchi Oil Production Plant of Huabei Branch,SINOPEC,Yanchi,Ningxia 751500,China; 3.Luliang Field Operation District,RetroChina Xinjiang Oilfield Company,Karamay,Xinjiang 834000,China)
The fiber optic distributed temperature sensing(DTS)technology is a newly developed technology of obtaining continuous and accurate temperature profile in real time.From the fundamental principle of fiber optic distributed temperature sensing,installation forms of fiber optic cables and monitoring types of DTS measurement system,DTS applications in oilfield development and selection criteria for DTS candidate wells are introduced,meanwhile,the advantages of DTS compared to other conventional monitoring technologies in the aspect of monitoring well performance are expounded,and the economic evaluation of those monitoring technologies is conducted.The research and analysis show that fiber optic distributed temperature sensing technology has great potential for well performance monitoring,optimization and high efficient development of complex reservoirs.
fiber optic distributed temperature sensing technology,temperature profile,well performance monitoring,economic evaluation,development potential
TE33
：A
2015-04-15。
朱世琰（1987—），女，在讀博士研究生，油氣田開發(fā)。
十二五國(guó)家科技重大專項(xiàng)“大型油氣田及煤層氣開發(fā)”（2011ZX05002-006-004HZ）。
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