Распределенная система измерения температуры DTS

Распределенная система измерения температуры DTS

Распределенная система измерения температуры DTS – комплекс оптоволоконных кабелей, служащий для непрерывного измерения температуры в стволе скважины, данные которой являются основой для расчета различных характеристик пласта.

  • Определение работающих интервалов скважины
  • Real-time мониторинг
  • Оборудование российского производства

ЧТО ТАКОЕ ОПТОВОЛОКНО?

Оптоволокно – это тончайшие кабели из стекла и пластика, использующиеся как способ передачи информации на высокой скорости на большие расстояния.

Поведение температуры в стволе действующей скважины тесно связано с режимом ее эксплуатации, техническим состоянием и динамикой выработки продуктивных пластов. Распределенная система DTS позволяет производить замеры температуры вдоль ствола скважины и передавать ее на поверхность в режиме реального времени, поэтому преимущества использования оптоволоконного кабеля в качестве распределенного датчика температуры несомненны.

+ появляется возможность получать информацию о распределении температуры по всей длине кабеля с интервалом 1 м в режиме реального времени;
+ не требуется точное позиционирование по глубине скважин;
+ исключается необходимость применения электронных приборов в скважинах, что значительно повышает безопасность и точность измерения;
+ оптоволоконные системы способны работать в более широком диапазоне температур и давлений, чем точечные датчики;
+ размеры оптоволоконного кабеля намного меньше размеров обычных систем измерения температуры, что позволяет устанавливать данные системы в зазоре между обсадной колонной и НКТ;
+ оптоволоконные системы могут инсталлироваться как в строящиеся скважины, так и в действующие добывающие или нагнетательные скважины без нарушения их работы.

Стоит отметить, что стандартные методы определения работающих интервалов в стволе скважины — промыслово-геофизические исследования (ПГИ), обладают достаточно высокими показателями точности измерения, но имеют ряд существенных недостатков:

периодичность замеров;
— необходимость остановки скважин для проведения работ;
дискретность во времени ГИС-контроля, не позволяющая выявить начало проявлений тех или иных процессов в пластах и призабойных зонах скважин;
потери в добыче углеводородов, вызванных технологическими операциями и простоями скважин.

ДЛЯ ЧЕГО НУЖНА ОПТОВОЛОКОННАЯ СИСТЕМА DTS?

Качественное измерение температуры по длине горизонтального ствола скважины с помощью оптоволоконной системы позволяет решать множество задач, возникающих в процессе исследования нефтяных и газовых скважин:

  • определение характеристик разрабатываемых пластов, продуктивности или приемистости скважин;
  • распределение профилей притока или приемистости по стволу скважины;
  • контроль технического состояния скважины, в том числе выявление нарушений герметичности обсадной колонны, межпластовых заколонных перетоков;
  • уточнение интервалов перфорации;
  • контроль за работой скважинного оборудования, включая определение статического, динамического уровней жидкости и нефтеводораздела в межтрубном пространстве;
  • уточнение режима работы скважинного насоса, а также определение герметичности НКТ;
  • определение продуктивных и принимающих интервалов соответственно в добывающих и нагнетательных скважинах;
  • распределение дебитов добычи и профиля приемистости в многопластовых системах;
  • определение фазового состава продукции по глубине скважины;
  • выявление заколонных перетоков и мест нарушения герметичности обсадной колонны;
  • определение статического и динамического уровней жидкости и нефтеводораздела в межтрубном пространстве;
  • мониторинг термальных способов разработки.

КАК РАБОТАЕТ СИСТЕМА?

Распределенная система измерения температуры DTS представляет собой оптоволоконный кабель определенного диаметра, устанавливающийся на внешнюю сторону НКТ в горизонтальную часть скважины.

Принцип работы оптоволоконных систем в скважине основан на измерении и последующем анализе спектра обратного рассеивания светового импульса. Импульс света, излучаемый лазером, проходит по всей длине оптического кабеля, рассеиваясь и отражаясь. При рассеянии света на молекулярных колебаниях в волокне (оптических фононах) происходит смещение в область более длинных волн, так называемое «рамановское» рассеяние. Анализ его стоксовой и антистоксовой частей в оптическом детекторе позволяет с высокой точностью определять температуру в любой точке оптического волокна, что позволяет проводить непрерывную во времени термометрию пластов по всей длине скважины или в интересующих интервалах.

К основным факторам, определяющим поле температуры в скважине и околоскважинном пространстве, следует отнести:

  • распределение невозмущенной температуры по глубине скважины в соответствии с некоторой геотермой характерной для данного региона;
  • дроссельный эффект охлаждения (для газов) или нагрева (для жидкостей);
  • калориметрическое смешивание флюидов (поступающего из пласта и поднимающегося по стволу скважины);
  • изменение теплоемкости флюида в зависимости от его фазового состава в результате разной теплоемкости фаз.

Указанные эффекты используются для получения информации о пластовых процессах, однако, спектр протекающих в скважине и пласте, влияющих на тепловое поле процессов очень велик. Это определяет большой информативный потенциал термометрии, но одновременно негативно отражается на достоверности толкования результатов измерений. Одновременное воздействие на температуру в скважине и пласте большого числа процессов затрудняет однозначную интерпретацию термограмм.

Подробнее о промышленном внедрении