CN112814646B - 油水井管外窜流分布式光纤检测模拟装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是油水井管外窜流分布式光纤检测模拟装置及其使用方法，模拟装置包括DAS检测设备和光纤，光纤与DAS检测设备连接，测试管线安装在井筒模拟器的水泥槽中并与井筒模拟器中的测试管件阀连通，将光纤穿入井筒模拟器中模拟油管与模拟套管之间的油套环空中；水泵二通过循环管线与安装在井筒模拟器两端的油套管控制阀门以及水箱连接、构成井筒状态循环回路；水泵一通过循环管线与井筒模拟器中的测试管件阀以及水箱连接、构成井筒测试段选择循环回路。根据循环测试试验的需求选择和安装测试管线、开启DAS检测设备，通过对水泵一、水泵二、油套管控制阀门、测试管线控制阀门和测试管件阀的控制，选择全部完成或部分完成管外窜流试验。
Description
技术领域
本发明涉及石油工业井下管柱管外窜槽的检测装置，特别是油水井管外窜流分布式光纤检测模拟装置及其使用方法。
背景技术
随着油田开发的不断深入，由于地层应力变化、射孔、酸化、压裂等多种因素对固井水泥环的影响，油水井管外窜槽现象日益严重。由此导致油井含水上升，产量下降，水井非目的层吸水，无效注水，严重破坏注采井网。目前，管外窜流检测主要有井温法、同位素法、硼中子法、声波辨密度测井法、扇区水泥胶结测井技术。井温法精准度低，同位素法井下环境沾污会对解释结论带来较大影响；硼中子法施工复杂；声波辨密度测井法没有周向分辨能力；扇区水泥胶结测井技术幅度划分没有一个合理的评价标准，解释不准确。现有技术只能定性分析，对管外窜流通道描述不清。
由此可见管外窜流检测需要一种准确度高，不受周围环境影响的新型检测手段。分布式光纤传感检测技术以光为载体、光纤为媒质、感知和传输外界信号被测。分布式光纤传感器具有精度高、轻巧、能克服井下恶劣环境等优势，可同时测量分布在光纤路径上的被测量的分布情况，解决了许多特殊井筒环境下普通检测技术无法解决的测量难题。 对于管外窜流分布式光纤检测，主要是通过分布式温度传感检测（DTS）和分布式声波传感检测（DAS）两种传感技术来实现。目前，分布式温度传感检测（DTS）技术用于检测井筒井温变化已相对比较普遍，通过开展大量的室内试验也已经得到了详实的样本数据模板；分布式声波传感检测（DAS）技术近几年开始应用于油田领域，技术成熟度较差，缺少相关的测试试验样本数据，尤其对于管外窜流的检测，在套管内检测套管外流体流动的情况，干扰因素多、检测难度大。因此急需开展DAS技术相关研究，设计一种管外窜分布式光纤检测室内试验模拟装置，通过大量的室内试验，建立全面的样本数据库，为管外窜流分布式光纤声波（DAS）检测技术提供现场数据解释支撑。
发明内容
为了给管外窜流分布式光纤声波检测技术提供现场数据解释，本发明提供油水井管外窜流分布式光纤检测模拟装置及其使用方法，通过模拟装置模拟井下管外窜流的情况，建立各种井况下的数据样本数据库，为生产测井解释服务。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：油水井管外窜流分布式光纤检测模拟装置包括DAS检测设备和光纤，光纤与DAS检测设备连接，测试管线安装在井筒模拟器的水泥槽中并与井筒模拟器中的测试管件阀连通，将光纤穿入井筒模拟器中模拟油管与模拟套管之间的油套环空中；水泵二通过循环管线与安装在井筒模拟器两端的油套管控制阀门以及水箱连接、构成井筒状态循环回路；水泵一通过循环管线与井筒模拟器中的测试管件阀以及水箱连接、构成井筒测试段选择循环回路。
所述井筒模拟器设有模拟油管、模拟套管、水泥槽、测试管件阀和弯管，模拟油管和模拟套管的两端装有法兰盘，水泥槽固定在模拟套管的外部，测试管件阀安装在水泥槽上面并与水泥槽中的测试管线连通，水泥槽的两端装有弯管，弯管的一端与模拟套管和模拟油管之间的油套环空连通、另一端与水泥槽中的测试管线连通，水泥槽两端安装的法兰盘外部装有能够与模拟油管连通的油管液控阀以及能够与油套环空连通的油套环空进口控制阀和油套环空出口控制阀。
所述安装在所述水泥槽中的测试管线能够是金属直管、波纹管、高压软管或变径管；安装在水泥槽4外面测试管件阀的分布间距等于或大于光纤在井下采样点的长度或检测精度。
所述模拟套管和模拟油管能够是2m-3m的套管短节和油管短节，所述套管短节之间以及油管短节之间均通过螺纹连接、在两端与所述法兰盘连接的模拟套管的套管短节上设有光纤通过孔，在该光纤通过孔中装有光纤密封头，光纤通过光纤卡箍固定在模拟油管外壁。
所述法兰盘的一侧盘体通过紧固螺栓与模拟套管端部的连接盘连接、另一侧盘体设有套管连接筒和油管连接筒、能够分别与模拟套管和模拟油管螺纹连接；所述油管连接筒的筒体上还设有油套连通孔，该油套连通孔内能够装入油套封堵头一或油套封堵头二。
所述井筒状态循环回路中的油套管控制阀门包括油管进口控制阀、油管出口控制阀、油套环空进口控制阀、油套环空出口控制阀以及油套封堵头一和油套封堵头二，油管进口控制阀和油管出口控制阀的一端通过三通管和循环管线分别与水泵二和水箱连接、另一端分别通过油管液控阀与模拟油管连通；油套环空进口控制阀和油套环空出口控制阀一端通过三通管和循环管线分别与水泵二和水箱连接、另一端直接或通过管线与模拟套管和模拟油管两端的油套环空连通；油套封堵头一和油套封堵头二安装在模拟套管和模拟油管两端法兰盘的油套连通孔中。
所述井筒测试段选择循环回路中的测试管线控制阀门包括测试管线控制阀一和测试管线控制阀二，测试管线控制阀一和测试管线控制阀二安装在水泥槽两端的弯管中；测试管件阀至少设有三个，测试管件阀一端与水泥槽中的测试管线连通、另一端并联在循环管线中，并联着测试管件阀的循环管线的两端分别与水泵一和水箱连接。
所述测试管件阀的下端通过三通管与水泥槽槽腔中的阀座连接，阀座的本体中设有⊥型连通孔，该⊥型连通孔的纵向孔能够与三通管连通、横向孔能够与测试管线连通。
所述测试管件阀通过三通管和阀座连接在测试管线中，弯管通过阀座与测试管线连接。
所述水泥槽固定在模拟套管管体的上侧侧面，模拟套管下侧侧面固定垫块。
用于所述油水井管外窜流分布式光纤检测模拟装置的使用方法，是：
A、根据循环测试试验的需求选择和安装测试管线、开启DAS检测设备，通过对水泵一、水泵二、油套管控制阀门、测试管线控制阀门和测试管件阀的控制，选择全部完成或部分完成模拟油管中无液状态下的模拟套管外面窜流循环测试试验、模拟油管中有静止液体状态下的模拟套管外面窜流循环测试试验、模拟油管中有流动液体状态下的模拟套管外面窜流循环测试试验、模拟油管中有静止液体状态下的模拟套管内外窜流循环测试试验、模拟油管有流动液体与模拟套管相互隔绝状态下的模拟套管内外窜流循环测试试验以及模拟油管中有流动液体状态下与模拟套管、测试管线的内外窜流循环测试试验；
B、在A步骤所述循环测试试验的同时，记录不同循环测试试验中的测试情况并对记录文件编号；
C、通过循环测试试验数据得出清晰识别的模拟套管外水泥槽中窜流的最小值，将循环测试试验的测试数据与已知常规技术手段实测数据进行对比；
D、与已知常规技术手段实测数据进行对比后的循环测试试验数据的分辨率精度优于已知常规技术手段实测数据的为合格，分辨率精度较已知常规技术手段实测数据差的为不合格；
E、分析检测模拟装置试验中存在的问题，进行调整，提升试验精度，得到精准的试验数据建立数据库。
所述做所述模拟油管中无液状态下的模拟套管外面窜流循环测试试验时，用油套封堵头一、油套封堵头二封堵两端法兰盘的油套连通孔，关闭测试管线控制阀一和测试管线控制阀二、油管进口控制阀、油管出口控制阀、油套环空进口控制阀和油套环空出口控制阀，仅将水泥槽前端的两个测试管件阀打开，关闭水泥槽中其它测试管件阀，开始记录测试位置，启动水泵一和DAS检测设备，开启循环测试30分钟，并记录下测试数据，然后改变水泵一的排量并以排量阶梯递进的方式继续测试并记录；依次向水泥槽后端逐个增加打开测试管件阀的个数，同时关闭剩余的测试管件阀，重复所述的测试步骤，直到获取全部水泥槽外面全部测试管件阀的测试试验数据；更换所述测试中使用的测试管线的类型，重复上述测试步骤，直至获取水泥槽不同槽段下、水泵一不同排量下以及模拟套管外面各种类型测试管线的窜流试验数据。
做所述模拟油管3中有静止液体状态下的模拟套管外面窜流循环测试试验时，用油套封堵头一、油套封堵头二封堵两端法兰盘的油套连通孔，关闭测试管线控制阀一、测试管线控制阀二、油套环空进口控制阀、油套环空出口控制阀、油套封堵头一和油套封堵头二，打开油管进口控制阀和油管出口控制阀，通过水泵二向模拟油管中泵入液体；液体充满模拟油管后，关闭油管进口控制阀和油管出口控制阀；关闭水泵二、打开水泥槽前端的两个测试管件阀并关闭水泥槽中其它的测试管件阀，记录开启位置，启动水泵一和DAS检测设备；启动水泵一、循环测试30分钟并记录下测试数据；然后改变水泵一的排量并以排量阶梯递进的方式继续测试并记录；依次向水泥槽后端逐个增加打开测试管件阀的个数，同时关闭剩余的测试管件阀，重复所述的测试步骤，直到获取全部水泥槽外面全部测试管件阀的测试试验数据；更换所述测试中使用的测试管线的类型，重复上述测试步骤，直至获取水泥槽不同槽段下、水泵一不同排量下以及模拟套管外面各种类型测试管线的窜流试验数据。
做所述模拟油管中有流动液体状态下的模拟套管外面窜流循环测试试验时，用油套封堵头一、油套封堵头二封堵两端法兰盘的油套连通孔，关闭水泵一，关闭测试管线控制阀一、测试管线控制阀二、油套环空进口控制阀、油套环空出口控制阀、油套封堵头一和油套封堵头二，打开油管进口控制阀和油管出口控制阀；打开水泥槽前端的两个测试管件阀并关闭水泥槽中其它的测试管件阀，记录开启位置；启动水泵二和水泵一以及DAS检测设备，循环测试30分钟并记录下测试数据；然后改变水泵一的排量并以排量阶梯递进的方式继续测试并记录；依次向水泥槽后端逐个增加打开测试管件阀的个数，同时关闭剩余的测试管件阀，重复所述的测试步骤，直到获取全部水泥槽外面全部测试管件阀的测试试验数据；更换所述测试中使用的测试管线的类型，重复上述测试步骤，直至获取水泥槽不同槽段下、水泵一不同排量下以及模拟套管外面各种类型测试管线的窜流试验数据。
做所述模拟油管中有静止液体状态下的模拟套管内外窜流循环测试试验时，用油套封堵头一、油套封堵头二封堵两端法兰盘的油套连通孔，关闭水泵一，打开油管进口控制阀和油管出口控制阀、向模拟油管中泵入液体，模拟油管充满液体后，关闭油管进口控制阀和油管出口控制阀；打开油套环空进口控制阀，关闭油套环空出口控制阀，打开测试管线控制阀二，关闭测试管线控制阀一；打开水泥槽最后端的一个测试管件阀并接入水箱并关闭水泥槽中其它的测试管件阀，记录开启位置；启动水泵二和DAS检测设备，让水泵二循环测试30分钟并记录下测试数据；然后改变水泵二的排量并以排量阶梯递进的方式继续测试并记录；依次向水泥槽前端逐个增加打开测试管件阀的个数，同时关闭剩余的测试管件阀，重复所述的测试步骤，直到获取全部水泥槽外面全部测试管件阀的测试试验数据；更换所述测试中使用的测试管线的类型，重复上述测试步骤，直至获取水泥槽不同槽段下、水泵二不同排量下以及模拟套管外面各种类型测试管线的窜流试验数据。
做所述模拟油管有流动液体与模拟套管相互隔绝状态下的模拟套管内外窜流循环测试试验时，用油套封堵头一、油套封堵头二封堵两端法兰盘的油套连通孔，关闭水泵一，打开油管进口控制阀和油管出口控制阀；打开油套环空进口控制阀，关闭油套环空出口控制阀，打开测试管线控制阀二，关闭测试管线控制阀一；打开水泥槽最后端的测试管件阀并关闭水泥槽中其它的测试管件阀，记录开启位置；启动水泵二和DAS检测设备，让水泵二循环测试30分钟并记录下测试数据；然后改变水泵二的排量并以排量阶梯递进的方式继续测试并记录；依次向水泥槽前端逐个增加打开测试管件阀的个数，同时关闭剩余的测试管件阀，重复所述的测试步骤，直到获取全部水泥槽外面全部测试管件阀的测试试验数据；更换所述测试中使用的测试管线的类型，重复上述测试步骤，直至获取水泥槽不同槽段下、水泵二不同排量下以及模拟套管外面各种类型测试管线的窜流试验数据。
做所述模拟油管中有流动液体状态下与模拟套管、测试管线的内外窜流循环测试试验时，拆除两端法兰盘油套连通孔中的油套封堵头一、油套封堵头二，关闭水泵一，打开油管进口控制阀和油管出口控制阀，关闭油套环空进口控制阀和油套环空出口控制阀，打开测试管线控制阀二，关闭测试管线控制阀一；打开水泥槽最后端的测试管件阀并关闭水泥槽中其它的测试管件阀，记录开启位置，启动水泵二和DAS检测设备，让水泵二循环测试30分钟并记录下测试数据；然后改变水泵二的排量并以排量阶梯递进的方式继续测试并记录；依次向水泥槽前端逐个增加打开测试管件阀的个数，同时关闭剩余的测试管件阀，重复所述的测试步骤，直到获取全部水泥槽外面全部测试管件阀的测试试验数据；更换所述测试中使用的测试管线的类型，重复上述测试步骤，直至获取水泥槽不同槽段下、水泵二不同排量下以及模拟套管外面各种类型测试管线的窜流试验数据。
本发明的显著使用效果是：本发明利用DAS检测设置和光纤来检测井筒模拟器中模拟套管外流体的声波振动频率信号，能够满足管外窜流分布式光纤检测的要求。本发明通过各种形态和结构的测试管线仿真模拟井下各种管外窜流情况，得到管外窜流声波振动频率试验样本数据，为管外窜流现场光纤检测提供数据解释理论依据。
由于分布式声波传感检测传感技术检测管外窜流是连续性传感检测，光纤的采样点和检测精度为1m，试验中模拟套管的长度完全能够满足光纤检测精度需求。试验所采集的窜槽振动样本数据库能反映真实井下套管窜槽情况，现场生产采用分布式声波传感检测传感技术、即DAS测试时，光纤随油管下入井内，将光纤在井下检测到的信号数据，与本发明试验后的样本数据进行对比。当检测到的信号数据与试验样本数据相符时，依据光纤的实际下入深度即可判断井下的实际窜槽位置和长度。因此本发明的模拟装置及使用方法是完全可行的，采集到的试验样本数据对分布式声波传感检测传感技术现场测试数据分析具有显著的指导意义和价值，对提高油水井现场管外窜数据分析解释成功率具有重要意义。
使用本发明能够获知井下管外窜流或窜槽的实际位置和长度，满足分布式光纤检测现场的解释需求，通过构建分布式光纤检测井下管外窜流样本数据库，能够为生产测试提供可靠的数据信息服务，为分布式声波传感检测传感技术现场检测的解释成功率提供了强有力的试验数据支撑，有效提高了分布式光纤声波检测技术的检测质量，大大提升了油水井管外窜槽的检测精度，对恢复油水井正常生产，完善注采井网有着极其重要的深远意义。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1为本发明中井筒模拟器的结构示意图。
图2是井筒模拟器前端的结构示意图。
图3是井筒模拟器后端的结构示意图。
图4是本发明中井筒模拟器与DAS检测设备的连接状态图。
图5本发明模拟装置的工作原理图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1到图5，油水井管外窜流分布式光纤检测模拟装置，包括DAS检测设备22和光纤19，光纤19与DAS检测设备22连接，其特征是，测试管线12安装在井筒模拟器的水泥槽4中并与井筒模拟器中的测试管件阀9连通，将光纤19穿入井筒模拟器中模拟油管3与模拟套管2之间的油套环空中；水泵二14通过循环管线与安装在井筒模拟器两端的油套管控制阀门以及水箱17连接、构成井筒状态循环回路；水泵一13通过循环管线与井筒模拟器中的测试管件阀9以及水箱17连接、构成井筒测试段选择循环回路。
在上述实施例一的基础上，本发明还有以下实施例：
实施例一：
所述井筒模拟器设有模拟油管3、模拟套管2、水泥槽4、测试管件阀9和弯管18，模拟油管3和模拟套管2的两端装有法兰盘1，水泥槽4固定在模拟套管2的外部，测试管件阀9安装在水泥槽4上面并与水泥槽4中的测试管线12连通，水泥槽4的两端装有弯管18，弯管18的一端与模拟套管2和模拟油管3之间的油套环空连通、另一端与水泥槽4中的测试管线12连通，水泥槽4两端安装的法兰盘1外部装有能够与模拟油管3连通的油管液控阀11以及能够与油套环空连通的油套环空进口控制阀23和油套环空出口控制阀24。
实施例二：
所述安装在所述水泥槽4中的测试管线12能够是金属直管、波纹管、高压软管或变径管；安装在水泥槽4外面测试管件阀9的分布间距等于或大于光纤19在井下采样点的长度或检测精度。当现场生产采用分布式声波传感检测传感技术、即DAS测试时，光纤19随油管下入井内，当下入井内的光纤19检测到的信号数据与本发明装置试验后的试验样本数据相符时，就可依据光纤19的实际下入深度即可判断井下的实际窜槽位置和长度。
实施例三：
所述模拟套管2和模拟油管3能够是2m-3m的套管短节和油管短节，所述套管短节之间以及油管短节之间均通过螺纹连接、在两端与所述法兰盘1连接的模拟套管2的套管短节上设有光纤通过孔，在该光纤通过孔中装有光纤密封头6，光纤19通过光纤卡箍固定在模拟油管3外壁。将模拟套管2和模拟油管3加工成套管短节以及油管短节连接的方式，方便加工和运输。
实施例四：
所述法兰盘1的一侧盘体通过紧固螺栓21与模拟套管2端部的连接盘连接、另一侧盘体设有套管连接筒和油管连接筒、能够分别与模拟套管2和模拟油管3螺纹连接；所述油管连接筒的筒体上还设有油套连通孔8，该油套连通孔8内能够装入油套封堵头一27或油套封堵头二28，法兰盘1与模拟套管2之间装有密封圈20。本发明在法兰盘1内部设计了多种流道，用于实现模拟套管2和模拟油管3与油套环空的隔离和导通。当进行油套管相互隔绝的内外窜流循环时，可以通过油套封堵头一27或油套封堵头二28封堵该油套连通孔8。
实施例五：
所述井筒状态循环回路中的油套管控制阀门包括油管进口控制阀15、油管出口控制阀16、油套环空进口控制阀23、油套环空出口控制阀24以及油套封堵头一27和油套封堵头二28，油管进口控制阀15和油管出口控制阀16的一端通过三通管和循环管线分别与水泵二14和水箱17连接、另一端分别通过油管液控阀11与模拟油管3连通；油套环空进口控制阀23和油套环空出口控制阀24一端通过三通管和循环管线分别与水泵二14和水箱17连接、另一端直接或通过管线与模拟套管2和模拟油管3两端的油套环空连通；油套封堵头一27和油套封堵头二28安装在模拟套管2和模拟油管3两端法兰盘1的油套连通孔8中。在本发明装置中，水泥槽4用来模拟井下套管外面水泥环的状态，来自水泵二14和水箱17的循环管线分别在油管进口控制阀15和油套环空进口控制阀23以及油管出口控制阀16和油套环空出口控制阀24的位置与三通管连接。如此可以单独控制模拟油管3和模拟套管2中的流体状态，将水泵二14、循环管线、油套管控制阀门和水箱17与井筒模拟器连接、构成井筒状态循环回路。
实施例六：
所述井筒测试段选择循环回路中的测试管线控制阀门包括测试管线控制阀一25和测试管线控制阀二26，测试管线控制阀一25和测试管线控制阀二26安装在水泥槽4两端的弯管18中；测试管件阀9至少设有三个，测试管件阀9一端与水泥槽4中的测试管线12连通、另一端并联在循环管线中，并联着测试管件阀9的循环管线的两端分别与水泵一13和水箱17连接。水泵一13、循环管线、测试管线控制阀门、测试管件阀9和水箱17与井筒模拟器连接、构成井筒测试段选择循环回路。通过对测试管线控制阀一25和测试管线控制阀二26的分别开关控制，可以选择测试井筒模拟器中全部的测试管线12，也可以通过关闭测试管线控制阀一25和测试管线控制阀二26以及相关的测试管件阀9，对测试管线12分段测试或单独选择某段测试。
实施例七：
所述测试管件阀9的下端通过三通管10与水泥槽4槽腔中的阀座5连接，阀座5的本体中设有⊥型连通孔，该⊥型连通孔的纵向孔能够与三通管10连通、横向孔能够与测试管线12连通。
所述测试管件阀9通过三通管10和阀座5连接在测试管线12中，弯管18通过阀座5与测试管线12连接。
水泥槽4内的测试管线12通过弯管18与油套环空连通，根据循环测试试验的不同需求，可以更换不同材质、直径、管形的测试管线12，通过管线的变径、弯曲、迂回等形式来表现和模拟水泥槽4内的裂缝，构成模拟套管2外面流体的不同流动形态。水泥槽4内的测试管线12通过测试管件阀9细分多组出入口，可用于模拟井下不同厚度层位之间的窜流现象。
实施例八：
所述水泥槽4固定在模拟套管2管体的上侧侧面，模拟套管2下侧侧面固定垫块7。
用于油水井管外窜流分布式光纤检测模拟装置的使用方法，是：A、根据循环测试试验的需求选择和安装测试管线12、开启DAS检测设备22，通过对水泵一13、水泵二14、油套管控制阀门、测试管线控制阀门和测试管件阀9的控制，选择全部完成或部分完成模拟油管3中无液状态下的模拟套管2外面窜流循环测试试验、模拟油管3中有静止液体状态下的模拟套管2外面窜流循环测试试验、模拟油管3中有流动液体状态下的模拟套管2外面窜流循环测试试验、模拟油管3中有静止液体状态下的模拟套管2内外窜流循环测试试验、模拟油管3有流动液体与模拟套管2相互隔绝状态下的模拟套管2内外窜流循环测试试验以及模拟油管3中有流动液体状态下与模拟套管2、测试管线12的内外窜流循环测试试验；B、在A步骤所述循环测试试验的同时，记录不同循环测试试验中的测试情况并对记录文件编号；C、通过循环测试试验数据得出清晰识别的模拟套管2外水泥槽4中窜流的最小值，将循环测试试验的测试数据与已知常规技术手段实测数据进行对比；D、与已知常规技术手段实测数据进行对比后的循环测试试验数据的分辨率精度优于已知常规技术手段实测数据的为合格，分辨率精度较已知常规技术手段实测数据差的为不合格；E、分析检测模拟装置试验中存在的问题，进行调整，提升试验精度，得到精准的试验数据建立数据库。
光纤19一端紧贴在井筒模拟器内部的模拟油管3外壁，光纤19另一端与DAS检测设备22连接，检测本模拟装置内部流动的振动频率信号时，能够有效检测并获知模拟套管2外面窜流的实时位置。
在上述使用方法的基础上，本发明方法还有下述实施例：
循环测试试验实施例二
做所述模拟油管3中无液状态下的模拟套管2外面窜流循环测试试验时，用油套封堵头一27、油套封堵头二28封堵两端法兰盘1的油套连通孔8，关闭测试管线控制阀一25和测试管线控制阀二26、油管进口控制阀15、油管出口控制阀16、油套环空进口控制阀23和油套环空出口控制阀24，仅将水泥槽4前端的、即最左端的两个测试管件阀9打开，关闭水泥槽4中其它测试管件阀9，开始记录测试位置，启动水泵一13和DAS检测设备，开启循环测试30分钟，并记录下测试数据，然后改变水泵一13的排量并以排量阶梯递进的方式继续测试并记录；依次向水泥槽4后端逐个增加打开测试管件阀9的个数，同时关闭剩余的测试管件阀9，重复所述的测试步骤，直到获取全部水泥槽4外面全部测试管件阀9的测试试验数据；更换所述测试中使用的测试管线12的类型，重复上述测试步骤，直至获取水泥槽4不同槽段下、水泵一13不同排量下以及模拟套管2外面各种类型测试管线12的窜流试验数据。
循环测试试验实施例三
做所述模拟油管3中有静止液体状态下的模拟套管2外面窜流循环测试试验时，用油套封堵头一27、油套封堵头二28封堵两端法兰盘1的油套连通孔8，关闭测试管线控制阀一25、测试管线控制阀二26、油套环空进口控制阀23、油套环空出口控制阀24、油套封堵头一27和油套封堵头二28，打开油管进口控制阀15和油管出口控制阀16，通过水泵二14向模拟油管3中泵入液体；液体充满模拟油管3后，关闭油管进口控制阀15和油管出口控制阀16；关闭水泵二14、打开水泥槽4前端的两个测试管件阀9并关闭水泥槽4中其它的测试管件阀9，记录开启位置，启动水泵一13和DAS检测设备；启动水泵一13、循环测试30分钟并记录下测试数据；然后改变水泵一13的排量并以排量阶梯递进的方式继续测试并记录；依次向水泥槽4后端逐个增加打开测试管件阀9的个数，同时关闭剩余的测试管件阀9，重复所述的测试步骤，直到获取全部水泥槽4外面全部测试管件阀9的测试试验数据；更换所述测试中使用的测试管线12的类型，重复上述测试步骤，直至获取水泥槽4不同槽段下、水泵一13不同排量下以及模拟套管2外面各种类型测试管线12的窜流试验数据。
循环测试试验实施例四
做所述模拟油管3中有流动液体状态下的模拟套管2外面窜流循环测试试验时，用油套封堵头一27、油套封堵头二28封堵两端法兰盘1的油套连通孔8，关闭水泵一13，关闭测试管线控制阀一25、测试管线控制阀二26、油套环空进口控制阀23、油套环空出口控制阀24、油套封堵头一27和油套封堵头二28，打开油管进口控制阀15和油管出口控制阀16，建立模拟油管3内部水循环状态；打开水泥槽4前端的两个测试管件阀9并关闭水泥槽4中其它的测试管件阀9，记录开启位置；启动水泵二14和水泵一13以及DAS检测设备22，循环测试30分钟并记录下测试数据；然后改变水泵一13的排量并以排量阶梯递进的方式继续测试并记录；依次向水泥槽4后端逐个增加打开测试管件阀9的个数，同时关闭剩余的测试管件阀9，重复所述的测试步骤，直到获取全部水泥槽4外面全部测试管件阀9的测试试验数据；更换所述测试中使用的测试管线12的类型，重复上述测试步骤，直至获取水泥槽4不同槽段下、水泵一13不同排量下以及模拟套管2外面各种类型测试管线12的窜流试验数据。
循环测试试验实施例五
做所述模拟油管3中有静止液体状态下的模拟套管2内外窜流循环测试试验时，用油套封堵头一27、油套封堵头二28封堵两端法兰盘1的油套连通孔8，关闭水泵一13，打开油管进口控制阀15和油管出口控制阀16、向模拟油管3中泵入液体，模拟油管3充满液体后，关闭油管进口控制阀15和油管出口控制阀16；打开油套环空进口控制阀23，关闭油套环空出口控制阀24，打开测试管线控制阀二26，关闭测试管线控制阀一25，建立模拟油套3和模拟套管2之间油套环空与测试管线12的循环；打开水泥槽4最后端、即最右端的一个测试管件阀9并接入水箱并关闭水泥槽4中其它的测试管件阀9，记录开启位置；启动水泵二14和DAS检测设备，让水泵二14循环测试30分钟并记录下测试数据；然后改变水泵二14的排量并以排量阶梯递进的方式继续测试并记录；依次向水泥槽4前端逐个增加打开测试管件阀9的个数，同时关闭剩余的测试管件阀9，重复所述的测试步骤，直到获取全部水泥槽4外面全部测试管件阀9的测试试验数据；更换所述测试中使用的测试管线12的类型，重复上述测试步骤，直至获取水泥槽4不同槽段下、水泵二14不同排量下以及模拟套管2外面各种类型测试管线12的窜流试验数据。
循环测试试验实施例六
做所述模拟油管3有流动液体与模拟套管2相互隔绝状态下的模拟套管2内外窜流循环测试试验时，用油套封堵头一27、油套封堵头二28封堵两端法兰盘1的油套连通孔8，关闭水泵一13，打开油管进口控制阀15和油管出口控制阀16，建立模拟油管3内部水循环状态；打开油套环空进口控制阀23，关闭油套环空出口控制阀24，打开测试管线控制阀二26，关闭测试管线控制阀一25，建立模拟油套3和模拟套管2之间油套环空与测试管线12之间的水循环状态；打开水泥槽4最后端的测试管件阀9并关闭水泥槽4中其它的测试管件阀9，记录开启位置；启动水泵二14和DAS检测设备22，让水泵二14循环测试30分钟并记录下测试数据；然后改变水泵二14的排量并以排量阶梯递进的方式继续测试并记录；依次向水泥槽4前端逐个增加打开测试管件阀9的个数，同时关闭剩余的测试管件阀9，重复所述的测试步骤，直到获取全部水泥槽4外面全部测试管件阀9的测试试验数据；更换所述测试中使用的测试管线12的类型，重复上述测试步骤，直至获取水泥槽4不同槽段下、水泵二14不同排量下以及模拟套管2外面各种类型测试管线12的窜流试验数据。
循环测试试验实施例七
做所述模拟油管3中有流动液体状态下与模拟套管2、测试管线12的内外窜流循环测试试验时，拆除两端法兰盘1油套连通孔8中的油套封堵头一27、油套封堵头二28，关闭水泵一13，打开油管进口控制阀15和油管出口控制阀16，关闭油套环空进口控制阀23和油套环空出口控制阀24，打开测试管线控制阀二26，关闭测试管线控制阀一25；建立模拟油管3、模拟套管2以及测试管线12三者之间的水循环状态；打开水泥槽4最后端的测试管件阀9并关闭水泥槽4中其它的测试管件阀9，记录开启位置，启动水泵二14和DAS检测设备22，让水泵二14循环测试30分钟并记录下测试数据；然后改变水泵二14的排量并以排量阶梯递进的方式继续测试并记录；依次向水泥槽4前端逐个增加打开测试管件阀9的个数，同时关闭剩余的测试管件阀9，重复所述的测试步骤，直到获取全部水泥槽4外面全部测试管件阀9的测试试验数据；更换所述测试中使用的测试管线12的类型，重复上述测试步骤，直至获取水泥槽4不同槽段下、水泵二14不同排量下以及模拟套管2外面各种类型测试管线12的窜流试验数据。
上面叙述的实施例仅仅为典型实施例，但本发明不仅限于这些实施例，本领域的技术人员可以在不偏离本发明的精神和启示下做出修改。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的创造精神和创造理念之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。因此，保护范围不仅限于上文的说明。
Claims (10)
1.一种油水井管外窜流分布式光纤检测模拟装置的使用方法，其特征在于：油水井管外窜流分布式光纤检测模拟装置包括DAS检测设备（22）和光纤（19），光纤（19）与DAS检测设备（22）连接，测试管线（12）安装在井筒模拟器的水泥槽（4）中并与井筒模拟器中的测试管件阀（9）连通，将光纤（19）穿入井筒模拟器中模拟油管（3）与模拟套管（2）之间的油套环空中；水泵二（14）通过循环管线与安装在井筒模拟器两端的油套管控制阀门以及水箱（17）连接、构成井筒状态循环回路；水泵一（13）通过循环管线与井筒模拟器中的测试管件阀（9）以及水箱（17）连接、构成井筒测试段选择循环回路；所述井筒模拟器设有模拟油管（3）、模拟套管（2）、水泥槽（4）、测试管件阀（9）和弯管（18），模拟油管（3）和模拟套管（2）的两端装有法兰盘（1），水泥槽（4）固定在模拟套管（2）的外部，测试管件阀（9）安装在水泥槽（4）上面并与水泥槽（4）中的测试管线（12）连通，水泥槽（4）的两端装有弯管（18），弯管（18）的一端与模拟套管（2）和模拟油管（3）之间的油套环空连通、另一端与水泥槽（4）中的测试管线（12）连通，水泥槽（4）两端安装的法兰盘（1）外部装有能够与模拟油管（3）连通的油管液控阀（11）以及能够与油套环空连通的油套环空进口控制阀（23）和油套环空出口控制阀（24）；安装在所述水泥槽（4）中的测试管线（12）能够是金属直管、波纹管、高压软管或变径管；安装在水泥槽（4）外面测试管件阀（9）的分布间距等于或大于光纤（19）在井下采样点的长度或检测精度；所述模拟套管（2）和模拟油管（3）能够是2m-3m的套管短节和油管短节，所述套管短节之间以及油管短节之间均通过螺纹连接、在两端与所述法兰盘（1）连接的模拟套管（2）的套管短节上设有光纤通过孔，在该光纤通过孔中装有光纤密封头（6），光纤（19）通过光纤卡箍固定在模拟油管（3）外壁；所述法兰盘（1）的一侧盘体通过紧固螺栓（21）与模拟套管（2）端部的连接盘连接、另一侧盘体设有套管连接筒和油管连接筒、能够分别与模拟套管（2）和模拟油管（3）螺纹连接；所述油管连接筒的筒体上还设有油套连通孔（8），该油套连通孔（8）内能够装入油套封堵头一（27）或油套封堵头二（28）；所述井筒状态循环回路中的油套管控制阀门包括油管进口控制阀（15）、油管出口控制阀（16）、油套环空进口控制阀（23）、油套环空出口控制阀（24）以及油套封堵头一（27）和油套封堵头二（28），油管进口控制阀（15）和油管出口控制阀（16）的一端通过三通管和循环管线分别与水泵二（14）和水箱（17）连接、另一端分别通过油管液控阀（11）与模拟油管（3）连通；油套环空进口控制阀（23）和油套环空出口控制阀（24）一端通过三通管和循环管线分别与水泵二（14）和水箱（17）连接、另一端直接或通过管线与模拟套管（2）和模拟油管（3）两端的油套环空连通；油套封堵头一（27）和油套封堵头二（28）安装在模拟套管（2）和模拟油管（3）两端法兰盘（1）的油套连通孔（8）中；所述井筒测试段选择循环回路中的测试管线控制阀门包括测试管线控制阀一（25）和测试管线控制阀二（26），测试管线控制阀一（25）和测试管线控制阀二（26）安装在水泥槽（4）两端的弯管（18）中；测试管件阀（9）至少设有三个，测试管件阀（9）一端与水泥槽（4）中的测试管线（12）连通、另一端并联在循环管线中，并联着测试管件阀（9）的循环管线的两端分别与水泵一（13）和水箱（17）连接；油水井管外窜流分布式光纤检测模拟装置的使用方法是：A、根据循环测试试验的需求选择和安装测试管线（12）、开启DAS检测设备（22），通过对水泵一（13）、水泵二（14）、油套管控制阀门、测试管线控制阀门和测试管件阀（9）的控制，选择全部完成或部分完成模拟油管（3）中无液状态下的模拟套管（2）外面窜流循环测试试验、模拟油管（3）中有静止液体状态下的模拟套管（2）外面窜流循环测试试验、模拟油管（3）中有流动液体状态下的模拟套管（2）外面窜流循环测试试验、模拟油管（3）中有静止液体状态下的模拟套管（2）内外窜流循环测试试验、模拟油管（3）有流动液体与模拟套管（2）相互隔绝状态下的模拟套管（2）内外窜流循环测试试验以及模拟油管（3）中有流动液体状态下与模拟套管（2）、测试管线（12）的内外窜流循环测试试验；B、在A步骤所述循环测试试验的同时，记录不同循环测试试验中的测试情况并对记录文件编号；C、通过循环测试试验数据得出清晰识别的模拟套管（2）外水泥槽（4）中窜流的最小值，将循环测试试验的测试数据与已知常规技术手段实测数据进行对比；D、与已知常规技术手段实测数据进行对比后的循环测试试验数据的分辨率精度优于已知常规技术手段实测数据的为合格，分辨率精度较已知常规技术手段实测数据差的为不合格；E、分析检测模拟装置试验中存在的问题，进行调整，提升试验精度，得到精准的试验数据建立数据库。
2.如权利要求1所述油水井管外窜流分布式光纤检测模拟装置的使用方法，其特征在于：所述测试管件阀（9）的下端通过三通管（10）与水泥槽（4）槽腔中的阀座（5）连接，阀座（5）的本体中设有⊥型连通孔，该⊥型连通孔的纵向孔能够与三通管（10）连通、横向孔能够与测试管线（12）连通。
3.如权利要求2所述油水井管外窜流分布式光纤检测模拟装置的使用方法，其特征在于：所述测试管件阀（9）通过三通管（10）和阀座（5）连接在测试管线（12）中，弯管（18）通过阀座（5）与测试管线（12）连接。
4.如权利要求1所述油水井管外窜流分布式光纤检测模拟装置的使用方法，其特征在于：所述水泥槽（4）固定在模拟套管（2）管体的上侧侧面，模拟套管（2）下侧侧面固定垫块（7）。
5.如权利要求1所述的油水井管外窜流分布式光纤检测模拟装置的使用方法，其特征是，做所述模拟油管（3）中无液状态下的模拟套管（2）外面窜流循环测试试验时，用油套封堵头一（27）、油套封堵头二（28）封堵两端法兰盘（1）的油套连通孔（8），关闭测试管线控制阀一（25）和测试管线控制阀二（26）、油管进口控制阀（15）、油管出口控制阀（16）、油套环空进口控制阀（23）和油套环空出口控制阀（24），仅将水泥槽（4）前端的两个测试管件阀（9）打开，关闭水泥槽（4）中其它测试管件阀（9），开始记录测试位置，启动水泵一（13）和DAS检测设备，开启循环测试30分钟，并记录下测试数据，然后改变水泵一（13）的排量并以排量阶梯递进的方式继续测试并记录；依次向水泥槽（4）后端逐个增加打开测试管件阀（9）的个数，同时关闭剩余的测试管件阀（9），重复上述的测试步骤，直到获取全部水泥槽（4）外面全部测试管件阀（9）的测试试验数据；更换所述测试中使用的测试管线（12）的类型，重复上述测试步骤，直至获取水泥槽（4）不同槽段下、水泵一（13）不同排量下以及模拟套管（2）外面各种类型测试管线（12）的窜流试验数据。
6.如权利要求1所述的油水井管外窜流分布式光纤检测模拟装置的使用方法，其特征是，做所述模拟油管（3）中有静止液体状态下的模拟套管（2）外面窜流循环测试试验时，用油套封堵头一（27）、油套封堵头二（28）封堵两端法兰盘（1）的油套连通孔（8），关闭测试管线控制阀一（25）、测试管线控制阀二（26）、油套环空进口控制阀（23）、油套环空出口控制阀（24）、油套封堵头一（27）和油套封堵头二（28），打开油管进口控制阀（15）和油管出口控制阀（16），通过水泵二（14）向模拟油管（3）中泵入液体；液体充满模拟油管（3）后，关闭油管进口控制阀（15）和油管出口控制阀（16）；关闭水泵二（14）、打开水泥槽（4）前端的两个测试管件阀（9）并关闭水泥槽（4）中其它的测试管件阀（9），记录开启位置，启动水泵一（13）和DAS检测设备；启动水泵一（13）、循环测试30分钟并记录下测试数据；然后改变水泵一（13）的排量并以排量阶梯递进的方式继续测试并记录；依次向水泥槽（4）后端逐个增加打开测试管件阀（9）的个数，同时关闭剩余的测试管件阀（9），重复所述的测试步骤，直到获取全部水泥槽（4）外面全部测试管件阀（9）的测试试验数据；更换所述测试中使用的测试管线（12）的类型，重复上述测试步骤，直至获取水泥槽（4）不同槽段下、水泵一（13）不同排量下以及模拟套管（2）外面各种类型测试管线（12）的窜流试验数据。
7.如权利要求1所述的油水井管外窜流分布式光纤检测模拟装置的使用方法，其特征是，做所述模拟油管（3）中有流动液体状态下的模拟套管（2）外面窜流循环测试试验时，用油套封堵头一（27）、油套封堵头二（28）封堵两端法兰盘（1）的油套连通孔（8），关闭水泵一（13），关闭测试管线控制阀一（25）、测试管线控制阀二（26）、油套环空进口控制阀（23）、油套环空出口控制阀（24）、油套封堵头一（27）和油套封堵头二（28），打开油管进口控制阀（15）和油管出口控制阀（16）；打开水泥槽（4）前端的两个测试管件阀（9）并关闭水泥槽（4）中其它的测试管件阀（9），记录开启位置；启动水泵二（14）和水泵一（13）以及DAS检测设备（22），循环测试30分钟并记录下测试数据；然后改变水泵一（13）的排量并以排量阶梯递进的方式继续测试并记录；依次向水泥槽（4）后端逐个增加打开测试管件阀（9）的个数，同时关闭剩余的测试管件阀（9），重复所述的测试步骤，直到获取全部水泥槽（4）外面全部测试管件阀（9）的测试试验数据；更换所述测试中使用的测试管线（12）的类型，重复上述测试步骤，直至获取水泥槽（4）不同槽段下、水泵一（13）不同排量下以及模拟套管（2）外面各种类型测试管线（12）的窜流试验数据。
8.如权利要求1所述的油水井管外窜流分布式光纤检测模拟装置的使用方法，其特征是，做所述模拟油管（3）中有静止液体状态下的模拟套管（2）内外窜流循环测试试验时，用油套封堵头一（27）、油套封堵头二（28）封堵两端法兰盘（1）的油套连通孔（8），关闭水泵一（13），打开油管进口控制阀（15）和油管出口控制阀（16）、向模拟油管（3）中泵入液体，模拟油管（3）充满液体后，关闭油管进口控制阀（15）和油管出口控制阀（16）；打开油套环空进口控制阀（23），关闭油套环空出口控制阀（24），打开测试管线控制阀二（26），关闭测试管线控制阀一（25）；打开水泥槽（4）最后端的一个测试管件阀（9）并接入水箱并关闭水泥槽（4）中其它的测试管件阀（9），记录开启位置；启动水泵二（14）和DAS检测设备，让水泵二（14）循环测试30分钟并记录下测试数据；然后改变水泵二（14）的排量并以排量阶梯递进的方式继续测试并记录；依次向水泥槽（4）前端逐个增加打开测试管件阀（9）的个数，同时关闭剩余的测试管件阀（9），重复所述的测试步骤，直到获取全部水泥槽（4）外面全部测试管件阀（9）的测试试验数据；更换所述测试中使用的测试管线（12）的类型，重复上述测试步骤，直至获取水泥槽（4）不同槽段下、水泵二（14）不同排量下以及模拟套管（2）外面各种类型测试管线（12）的窜流试验数据。
9.如权利要求1所述的油水井管外窜流分布式光纤检测模拟装置的使用方法，其特征是，做所述模拟油管（3）有流动液体与模拟套管（2）相互隔绝状态下的模拟套管（2）内外窜流循环测试试验时，用油套封堵头一（27）、油套封堵头二（28）封堵两端法兰盘（1）的油套连通孔（8），关闭水泵一（13），打开油管进口控制阀（15）和油管出口控制阀（16）；打开油套环空进口控制阀（23），关闭油套环空出口控制阀（24），打开测试管线控制阀二（26），关闭测试管线控制阀一（25）；打开水泥槽（4）最后端的测试管件阀（9）并关闭水泥槽（4）中其它的测试管件阀（9），记录开启位置；启动水泵二（14）和DAS检测设备（22），让水泵二（14）循环测试30分钟并记录下测试数据；然后改变水泵二（14）的排量并以排量阶梯递进的方式继续测试并记录；依次向水泥槽（4）前端逐个增加打开测试管件阀（9）的个数，同时关闭剩余的测试管件阀（9），重复所述的测试步骤，直到获取全部水泥槽（4）外面全部测试管件阀（9）的测试试验数据；更换所述测试中使用的测试管线（12）的类型，重复上述测试步骤，直至获取水泥槽（4）不同槽段下、水泵二（14）不同排量下以及模拟套管（2）外面各种类型测试管线（12）的窜流试验数据。
10.如权利要求1所述的油水井管外窜流分布式光纤检测模拟装置的使用方法，其特征是，做所述模拟油管（3）中有流动液体状态下与模拟套管（2）、测试管线（12）的内外窜流循环测试试验时，拆除两端法兰盘（1）油套连通孔（8）中的油套封堵头一（27）、油套封堵头二（28），关闭水泵一（13），打开油管进口控制阀（15）和油管出口控制阀（16），关闭油套环空进口控制阀（23）和油套环空出口控制阀（24），打开测试管线控制阀二（26），关闭测试管线控制阀一（25）；打开水泥槽（4）最后端的测试管件阀（9）并关闭水泥槽（4）中其它的测试管件阀（9），记录开启位置，启动水泵二（14）和DAS检测设备，让水泵二（14）循环测试30分钟并记录下测试数据；然后改变水泵二（14）的排量并以排量阶梯递进的方式继续测试并记录；依次向水泥槽（4）前端逐个增加打开测试管件阀（9）的个数，同时关闭剩余的测试管件阀（9），重复所述的测试步骤，直到获取全部水泥槽（4）外面全部测试管件阀（9）的测试试验数据；更换所述测试中使用的测试管线（12）的类型，重复上述测试步骤，直至获取水泥槽（4）不同槽段下、水泵二（14）不同排量下以及模拟套管（2）外面各种类型测试管线（12）的窜流试验数据。
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