基于分布式光纤传感的井下应变分布监测系统及监测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111456716A(43)申请公布日2020.07.28(21)申请号202010465219.4(22)申请日2020.05.28(71)申请人中油奥博（成都）科技有限公司地址611730四川省成都市高新区天映路11号(72)发明人余刚安树杰冉曾令杨明红陈娟王熙明夏淑君张仁志(74)专利代理机构成都方圆聿联专利代理事务所(普通合伙)51241代理人李鹏(51)Int.Cl.E21B47/007(2012.01)E21B47/00(2012.01)E21B47/07(2012.01)权利要求书2页说明书8页附图3页(54)发明名称基于分布式光纤传感的井下应变分布监测系统及监测方法(57)摘要本发明提供的基于分布式光纤传感的井下应变分布监测系统及其监测方法，把铠装光缆捆绑在垂直井、斜井或水平井的套管外侧并用固井水泥永久性固定，把铠装光缆用金属卡子捆绑在连续油管外侧固定，构建了一个对油气生产井、注水井和监测或观察井的长期应变监测传感单元，加上井口附近的分布式应变传感和分布式温度传感(DSS/DTS)复合调制解调仪器，共同组成基于分布式光纤传感的井下应变分布变化动态监测系统及监测方法，有效地保证油气生产井、注水井和监测或观察井的长期稳定安全可靠的工作，为油气藏科学管理和提高采收率提供不可缺少的手段、系统和方法。CN111456716ACN111456716A权利要求书1/2页1.基于分布式光纤传感的井下应变分布监测系统，其特征在于，包括金属套管(1)，金属套管(1)内置有连续油管(2)，金属套管(1)外侧固定有第一铠装光缆(4)，连续油管外侧固定有第二铠装光缆(5)；还包括放置于井口附近的DSS/DTS复合调制解调仪器(3)；所述的DSS/DTS复合调制解调仪器(3)分别与第一铠装光缆(4)和第二铠装光缆(5)相连接。2.根据权利要求1所述的基于分布式光纤传感的井下应变分布监测系统，其特征在于，所述的DSS/DTS复合调制解调仪器(3)包括分布式应变传感和分布式温度传感的数据采集与调制解调功能。3.根据权利要求1所述的基于分布式光纤传感的井下应变分布监测系统，其特征在于，所述的第一铠装光缆(4)和第二铠装光缆(5)均为铠装光缆，所述的铠装光缆包括光纤(21)，所述的光纤(21)为单模或多模或特种应变敏感光纤，所述的光纤(21)外依次封装有内连续金属细管(22)和外连续金属细管(23)。4.根据权利要求3所述的基于分布式光纤传感的井下应变分布监测系统，其特征在于，所述的外连续金属细管(23)外还缠绕单层或多层铠装钢丝。。5.根据权利要求3所述的基于分布式光纤传感的井下应变分布监测系统，其特征在于，所述的内连续金属细管(22)还设有耐高温光纤膏；在等间距的位置上，用耐高温环氧树脂(24)将光纤(21)固定在内连续金属细管(22)的内壁上。6.根据权利要求3所述的基于分布式光纤传感的井下应变分布监测系统，其特征在于，所述的内连续金属细管(22)内安置用耐高温高强度复合材料紧密包裹或用注塑机一次成型包裹光纤制作的高灵敏度应变特种光纤(21)，紧密贴壁密封在连续金属细管(22)内。7.根据权利要求1所述的基于分布式光纤传感的井下应变分布监测系统，其特征在于，有多个金属套管(1)依次连接，还包括第一环形金属卡子(8)，所述的第一环形金属卡子(8)安装固定在金属套管(1)靴处。8.根据权利要求1所述的基于分布式光纤传感的井下应变分布监测系统，其特征在于，还包括第二环形金属卡子(9)，所述的第二环形金属卡子(9)等间距的安装固定在连续油管(2)外侧。9.根据权利要求1到8任一项所述的基于分布式光纤传感的井下应变分布监测系统的监测方法，包括以下步骤：(a)、把金属套管(1)和第一铠装光缆(4)同步缓慢的下入完钻的井孔里；(b)、在井口处把所述的第一环形金属卡子(8)安装在两根金属套管(1)的连接处，固定并保护第一铠装光缆(4)在下套管过程中不会移动和/或被损坏；(c)、金属套管(1)下完后，用高压泵车从井底泵入水泥浆，使水泥浆从井底沿金属套管(1)的外壁和钻孔之间的环空区返回到井口，水泥浆固结后，把金属套管(1)、第一铠装光缆(4)和地层岩石永久性的固定在一起；(d)、把连续油管(2)和第二铠装光缆(5)同步缓慢的下入固井完井的金属套管(1)井里；(e)、在井口把所述的第二环形金属卡子(9)按照相同的间距安装在连续油管(2)上，固定并保护第二铠装光缆(5)在下连续油管(2)的安装过程中不被损坏以及使第二铠装光缆(5)与连续油管(2)之间具有良好的贴壁应变耦合；2CN111456716A权利要求书2/2页(f)、在井口处把第一铠装光缆(4)内的光纤(21)分别连接到DSS/