DTS分布式光纖測溫系統應用石油天然氣管道解決方案

最近，隨著全球能源需求的增加，重油，油砂和頁巖氣等非常規資源的開發也在不斷發展。DTS分布式溫度傳感器通過監測地下溫度分布，促進非常規資源的有效回收。分布式光纖測溫系統采用福州華光天銳的光纖測溫技術，能夠適應石油和天然氣采礦場所所需的惡劣環境，并且可以有效的功率運行。此外，該DTS系統通過使用安全協議提供與生產控制系統的接口，以及使用作為石油和天然氣行業標準的數據格式，加強了與客戶網絡的關系。為確保有效開采，需要監測管道溫度分布的變化。

光纖分布式溫度傳感器（DTS）可以測量沿長度為幾千米的光纖的溫度分布，可以應用于這些采礦場所。然而，常規產品在諸如石油和天然氣開采場所之類的惡劣環境條件下使用時存在一些問題。因此，從事資源開采的客戶一直在尋求具有優異環境抵抗力的光纖分布式溫度傳感器作為提高資源提取效率的解決方案。

為了滿足客戶的需求并解決其中固有的問題，通過將其光纖測量技術的專業知識應用于過程控制，開發了用于礦山資源開采場所的DTS分布式溫度傳感器。DTS測量沿光纖的分布溫度，光纖本身也用作傳感器。例如，一根6公里長的光纖可以測量沿光纖一米間隔的溫度，總計6000點。

DTS具有以下功能，優于其他制造商的產品：容忍惡劣的環境，體積小，重量輕，功耗低

油氣管道光纖測溫系統、分布式光纖在線溫度監測系統

溫度和壓力是許多井下作業中一個十分重要的因素，因此長期以來，作業者一直采用熱學測量法來監測生產井動態。事實上，自上世紀以來，工程人員便利用井筒溫度數據來推算流量貢獻、評價注水剖面、分析壓裂作業的有效性、確定套管外的水泥頂面以及識別層間竄流等。傳統的井下溫、壓檢測方法在本質安全防爆性能、抗強電磁干擾性能、電絕緣性能等方面存在著不足，難以滿足較高的井下作業要求。福州華光天銳提供一種能夠在井筒范圍內進行連續溫度監測，監測精度高，防爆性能好、抗電磁干擾性能和電絕緣性能好，可靠性高的分布式光纖在線溫度監測系統。隨著采油技術的進步，采油過程中實時數據的采集要求越來越高，常用的熱電偶測溫易損，使用壽命不能保證，測量精度有限，已不能適應其井下數據采集要求，而光纖測溫已經在對油井內油層溫度的測量中得到一定的應。

光纖分布式油井監測系統包括有沿井筒鋪設的測溫光纖和壓力信號傳輸光纖 ；測溫光纖的井上端與位于井上的 DTS 傳感器（拉曼測溫傳感器）連接，壓力信號傳輸光纖的井下端和井上端分別連接光纖 F-P 腔壓力傳感器和調制解調器 ；DTS 傳感器和調制解調器的信號輸出端經過通訊模塊連接網絡 ；系統中還包括有連接在網絡中并可接收光纖溫度傳感器所發出信號的遠程監控終端。

分布式光纖測溫裝置

監控終端包括有用來顯示監測信息的顯示屏和用來發出報警信號的報警系統。

分布式光纖測溫系統進行溫度監測，屬于連續分布式測量，沒有測量盲區，最長可實現 10 公里以上的探測距離，由于光纖本身就是傳感器，因而安裝簡單，維護工作量少，可靠性高 ；此外，由于光纖的傳輸的特點，使整個監測系統的本質安全防爆性能、抗強電磁干擾性能和電絕緣性能顯著提高。分布式光纖溫度測量技術廣泛應用于危險區域的溫度測量和監控、重要區域的溫度測量和監控、壓力容器表面溫度測量和監控、大面積大范圍的溫度測量和監控以及交通運輸領域的溫度測量和監控等方面。在石油行業中，分布式光纖測溫技術可提供實時、全井段的溫度檢測數據，適用于確定油氣層溫度，確定產液、產氣位置以及檢測管柱泄露等方面工作。同時，光纖傳感具有電絕緣、耐腐蝕、抗電磁干擾以及本質安全等特點，因此更適合在油氣開采過程中使用。

根據光纖安裝位置的不同，分布式光纖測溫技術可以實測到三種溫度剖面 ：

1) 地層溫度 ：油氣藏的原始地層溫度，與油氣藏的地溫梯度及熱傳導物性相關。

2) 流入溫度 ：油氣藏流體在 ( 流入井筒前 ) 砂面處的溫度，也可稱其為油氣藏砂面溫度。由于壓差使流體在多孔介質中流動產生粘滯耗散及熱膨脹等熱效應，因此，在流體流入的這一點的溫度會與原始地層溫度不相同。相反，如果地層中沒有流體流動，那么此時分布式光纖測溫及時測量到的氣藏流入溫度就與氣藏地層溫度非常接近或相等。

3) 井筒溫度 ：流體從流入點流入井筒，與井筒流體混合后的溫度。

油氣井分布式光纖測溫裝置操作簡便，穩定性好，精度高結構完整，信號源穩定，使用壽命長，耐極端環境的能力強，彌補了傳統的pt100測溫方法存在的操作繁瑣，穩定性差，精度不高的缺點。