DTS分布式光纤测温系统应用石油天然气管道解决方案

最近，随着全球能源需求的增加，重油，油砂和页岩气等非常规资源的开发也在不断发展。DTS分布式温度传感器通过监测地下温度分布，促进非常规资源的有效回收。分布式光纤测温系统采用福州华光天锐的光纤测温技术，能够适应石油和天然气采矿场所所需的恶劣环境，并且可以有效的功率运行。此外，该DTS系统通过使用安全协议提供与生产控制系统的接口，以及使用作为石油和天然气行业标准的数据格式，加强了与客户网络的关系。为确保有效开采，需要监测管道温度分布的变化。

光纤分布式温度传感器（DTS）可以测量沿长度为几千米的光纤的温度分布，可以应用于这些采矿场所。然而，常规产品在诸如石油和天然气开采场所之类的恶劣环境条件下使用时存在一些问题。因此，从事资源开采的客户一直在寻求具有优异环境抵抗力的光纤分布式温度传感器作为提高资源提取效率的解决方案。

为了满足客户的需求并解决其中固有的问题，通过将其光纤测量技术的专业知识应用于过程控制，开发了用于矿山资源开采场所的DTS分布式温度传感器。DTS测量沿光纤的分布温度，光纤本身也用作传感器。例如，一根6公里长的光纤可以测量沿光纤一米间隔的温度，总计6000点。

DTS具有以下功能，优于其他制造商的产品：容忍恶劣的环境，体积小，重量轻，功耗低

油气管道光纤测温系统、分布式光纤在线温度监测系统

温度和压力是许多井下作业中一个十分重要的因素，因此长期以来，作业者一直采用热学测量法来监测生产井动态。事实上，自上世纪以来，工程人员便利用井筒温度数据来推算流量贡献、评价注水剖面、分析压裂作业的有效性、确定套管外的水泥顶面以及识别层间窜流等。传统的井下温、压检测方法在本质安全防爆性能、抗强电磁干扰性能、电绝缘性能等方面存在着不足，难以满足较高的井下作业要求。福州华光天锐提供一种能够在井筒范围内进行连续温度监测，监测精度高，防爆性能好、抗电磁干扰性能和电绝缘性能好，可靠性高的分布式光纤在线温度监测系统。随着采油技术的进步，采油过程中实时数据的采集要求越来越高，常用的热电偶测温易损，使用寿命不能保证，测量精度有限，已不能适应其井下数据采集要求，而光纤测温已经在对油井内油层温度的测量中得到一定的应。

光纤分布式油井监测系统包括有沿井筒铺设的测温光纤和压力信号传输光纤 ；测温光纤的井上端与位于井上的 DTS 传感器（拉曼测温传感器）连接，压力信号传输光纤的井下端和井上端分别连接光纤 F-P 腔压力传感器和调制解调器 ；DTS 传感器和调制解调器的信号输出端经过通讯模块连接网络 ；系统中还包括有连接在网络中并可接收光纤温度传感器所发出信号的远程监控终端。

分布式光纤测温装置

监控终端包括有用来显示监测信息的显示屏和用来发出报警信号的报警系统。

分布式光纤测温系统进行温度监测，属于连续分布式测量，没有测量盲区，最长可实现 10 公里以上的探测距离，由于光纤本身就是传感器，因而安装简单，维护工作量少，可靠性高 ；此外，由于光纤的传输的特点，使整个监测系统的本质安全防爆性能、抗强电磁干扰性能和电绝缘性能显着提高。分布式光纤温度测量技术广泛应用于危险区域的温度测量和监控、重要区域的温度测量和监控、压力容器表面温度测量和监控、大面积大范围的温度测量和监控以及交通运输领域的温度测量和监控等方面。在石油行业中，分布式光纤测温技术可提供实时、全井段的温度检测数据，适用于确定油气层温度，确定产液、产气位置以及检测管柱泄露等方面工作。同时，光纤传感具有电绝缘、耐腐蚀、抗电磁干扰以及本质安全等特点，因此更适合在油气开采过程中使用。

根据光纤安装位置的不同，分布式光纤测温技术可以实测到三种温度剖面 ：

1) 地层温度 ：油气藏的原始地层温度，与油气藏的地温梯度及热传导物性相关。

2) 流入温度 ：油气藏流体在 ( 流入井筒前 ) 砂面处的温度，也可称其为油气藏砂面温度。由于压差使流体在多孔介质中流动产生粘滞耗散及热膨胀等热效应，因此，在流体流入的这一点的温度会与原始地层温度不相同。相反，如果地层中没有流体流动，那么此时分布式光纤测温及时测量到的气藏流入温度就与气藏地层温度非常接近或相等。

3) 井筒温度 ：流体从流入点流入井筒，与井筒流体混合后的温度。

油气井分布式光纤测温装置操作简便，稳定性好，精度高结构完整，信号源稳定，使用寿命长，耐极端环境的能力强，弥补了传统的pt100测温方法存在的操作繁琐，稳定性差，精度不高的缺点。