BDOFS在稠油开采中的应用技术研究

论文摘要

稠油热采井井下温度和压力实时数据对预防生产过程中的油管套管损坏、提高产量、降低成本、优化生产等具有重要意义。但是,由于热采井井下具有高温高压、电磁干扰性强、化学腐蚀性强、环境复杂恶劣等特点,使得井下温度和压力的实时监测工作一直是油藏监测的难点。基于布里渊散射的分布式光纤传感测量系统不仅具有耐高温高压、灵敏度高、抗干扰性强的特点,而且该系统能够实现实时分布检测,因此使其具有广阔的应用前景。论文首先在研究分布式光纤传感测量系统总体结构及消噪原理的基础上,根据布里渊散射信号的特点,对含有噪声的布里渊散射信号采用小波变换去除噪声,对去噪后的信号进行Gauss-Newton曲线拟合,然后根据布里渊频移及动态光栅频差变化量与温度和压力的函数关系来求解温度和压力。将上述方法应用于实验数据中,求解出监测温度值。根据求得的温度信息,应用热传递基本原理,通过井筒内能量守恒定理、质量守恒定理及动量守恒定理,建立蒸汽吞吐井各阶段的热平衡关系式。传统注汽阶段井筒—地层温度场模型,不考虑注汽状况的改变,本文是在考虑注汽状况改变的情况下,采用叠加原理,引入时间步函数,使注汽参数改变时,不需要重新计算,而是直接按照新的注汽参数继续进行计算的方法。在井筒热传递的计算中,径向热流采用数值解、时间因子采用精确解,修正了时间参数的表达式,改进了注汽阶段井筒—地层温度场模型,使模型更符合实际情况。在焖井阶段详细分析了焖井过程中油层和蒸汽的能量变化,在着重考虑热损失和温度变化的前提下,建立焖井阶段井筒—地层温度场模型并推导出合理焖井时间的计算方法。通过对井下温度及压力监测技术应用的研究,详细分析了基于保偏光纤分布式测井技术在稠油开采中判断注汽过程中漏失点、吸汽剖面及动液面位置的研究与应用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 课题来源及研究意义
• 1.1.1 课题来源
• 1.1.2 课题研究意义
• 1.2 课题国内外研究现状分析
• 1.2.1 光纤微弱信号处理技术的研究现状
• 1.2.2 光纤测井技术的应用现状
• 1.2.3 稠油热采井井下环境研究现状
• 1.3 课题主要研究的内容
• 第2章 分布式光纤温度压力传感系统
• 2.1 光纤布里渊散射
• 2.2 分布式光纤传感技术
• 2.3 分布式光纤温度压力传感系统整体方案
• 2.4 布里渊频移与温度和压力的关系
• 2.4.1 布里渊频移与温度的关系
• 2.4.2 布里渊频移与压力的关系
• 2.5 保偏光纤中的动态光栅模型
• 2.6 温度和压力信号的解调方法
• 2.7 本章小结
• 第3章 分布式光纤信号处理
• 3.1 布里渊散射谱的数学模型
• 3.2 布里渊散射谱的信号处理
• 3.2.1 小波变化
• 3.2.2 小波消噪
• 3.2.3 小波阈值的选取
• 3.3 布里渊散射谱的小波消噪处理结果
• 3.4 消噪后的数值处理算法
• 3.4.1 数值处理方法
• 3.4.2 数值处理方法的验证
• 3.5 温度求解
• 3.6 本章小结
• 第4章 蒸汽吞吐井井筒—地层温度场分布
• 4.1 注汽阶段井筒—地层温度场传统模型
• 4.1.1 井筒—地层热量传递
• 4.1.2 井筒总传热系数
• 4.1.3 总传热系数计算程序
• 4.2 注汽阶段井筒—地层温度场模型改进
• 4.2.1 时间因子的修正
• 4.2.2 注入状况改变下井筒—地层温度场模型
• 4.2.3 注汽过程的VB 建模
• 4.2.4 注入参数对井筒—地层温度场分布的影响
• 4.3 蒸汽加热油层时温度场传统模型
• 4.3.1 蒸汽加热带
• 4.3.2 加热面积的计算
• 4.3.3 注汽结束后的加热带平均温度
• 4.4 蒸汽加热油层时温度场模型改进
• 4.5 合理焖井时间的确定
• 4.5.2 焖井结束时加热区的平均温度
• 4.5.3 焖井结束后的加热半径
• 4.5.4 焖井过程的VB 建模
• 4.6 本章小结
• 第5章 基于保偏光纤分布式测井技术的应用
• 5.1 井下温度监测技术的应用
• 5.2 井下压力监测技术的应用
• 5.3 基于保偏光纤分布式测井技术的典型应用
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢