CN114635688A - 一种基于分布式光纤的温度试井方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于分布式光纤的温度试井方法，包括：(1)布置分布式光纤温度传感器，通过分布式光纤温度传感器获取得到井筒的温度参数；(2)基于相似原理，在室内测试获取第一关系式，所述第一关系式表征井筒温度参数和流量参数之间的关系；(3)基于步骤(2)中获取的所述第一关系式，代入步骤(1)中现场测试的温度参数，得到井筒流量参数。本申请采用了相似原理，通过现场的DTS测试的井筒温度数据，快速获取其他井筒参数，相比现有技术中的测试方法，本申请中提出的方法获取相关参数的速度更快，对于现场的工程人员来说使用也更加便捷。
Description
技术领域
本发明涉及石油勘探与开发技术领域，特别涉及一种基于分布式光纤的温度试井方法。
背景技术
分布式光纤温度传感器(DTS)是近年来发展起来的一种用于实时测量空间温度场分布的传感器，它是一种分布式的、连续的功能型光纤温度传感器。在使用分布式光纤温度传感器进行测量时,光纤既是传输媒体,也是传感媒体,利用光纤后向拉曼散射的温度效应,可以对光纤所在的温度场进行实时的测量,利用光时域反射技术可以对测量点进行精确定位。基于分布式光纤防燃、防爆、抗腐蚀、抗电磁干扰、耐高压,能实现实时快速多点测温并定位等优点,近年来在测井领域得到了广泛应用，极大地提高了油气田动态监测与管理水平。
但是目前油田运用分布式光纤温度传感器进行实际测井时，分布式井温测井多用于通过实时连续测量整个井筒空间内不同位置的温度场分布变化情况。基于目前的测井情况，申请人提出来一种基于分布式光纤温度传感器的试井方法，通过本申请中提出的方法不仅可以获取井筒相关的温度参数，还能够获取除温度参数之外的其他参数，例如井筒产量参数、产层分布情况等，即通过一次下入分布式光纤温度传感器，能够快速获取多种测井参数，从而极大地提高了测井效率。
发明内容
本发明提供一种基于分布式光纤的温度试井方法，以弥补现有技术中通过DTS测井技术仅能获取温度分布参数的缺陷。
本发明实施例的具体技术方案是：
一种基于分布式光纤的温度试井方法，包括以下步骤:
(1)布置分布式光纤温度传感器，通过分布式光纤温度传感器获取得到井筒的温度参数；
(2)基于相似原理，在室内测试获取第一关系式，所述第一关系式表征井筒温度参数和流量参数之间的关系；
(3)基于步骤(2)中获取的所述第一关系式，代入步骤(1)中现场测试的温度参数，得到井筒流量参数。
进一步地，所述第一关系式为：
Q＝aeb△T+c
其中，Q为井筒流量数据，△T为温度差值，a，b，c为通过室内实验获取的相关参数。
进一步地，所述相似原理具体包括
π6＝φo，
其中π1为几何相似系数，无量纲；π2为残余气饱和度与可动气饱和度之比，无量纲；π3为初始含气饱和度，无量纲；π4为束缚水饱和度与可动气饱和度之比，无量纲；π5为初始含水饱和度，无量纲；π6为储层原始状态下的平均孔隙度，无量纲；π7为初始含水饱和度，无量纲；π8为气相的重力和驱动力之比，无量纲；π9为水相的重力和驱动力之比，无量纲。
进一步地，所述分布式光纤布置在套管外壁或油套环空或油管内。
进一步地，采用连续油管下入分布式光纤。
进一步地，比较步骤(1)中测量得到的井筒温度参数，与地温梯度进行对比，判断产层流体性质。
进一步地，在步骤(1)中还包括步骤：对光纤进行预处理，在光纤端部设置焊接及密封。
进一步地，在步骤(1)中布置光纤时将端部的光纤设置为U型结构。
进一步地，在步骤(1)中还包括在井中设置光纤锚定装置。
进一步地，在步骤(1)中进行光纤深度校正。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
通过现场的DTS测试的井筒温度数据，快速获取其他井筒参数，具体包括产层流体性质、产层产量等，相比现有技术中采用井下测井仪器、DAS光纤测试等方法，本申请中提出的方法测试、获取相关参数的速度更快，对于现场的工程人员来说使用也更加便捷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的方法步骤图。
图2是本发明的分布式光纤布置示意图。
图3是本发明的不同产层流体的温度变化情况图。
其中，1-地层，2-套管，3-分布式光纤，4-油管。
具体实施方式
结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。
实施例1
如图1所示，本申请提供了一种基于分布式光纤的温度试井方法，包括以下步骤:
(1)布置分布式光纤温度传感器，通过分布式光纤温度传感器获取得到井筒的温度参数；
在布置井下DTS光纤时，本领域技术人员可以分布式光纤可以根据需求选择井下永久安装式的DTS光纤，也可以选取临时使用的DTS光纤。
如图2所示，具体地，可以将DTS光纤布置在套管外壁，采用固井水泥或者套管外壁的固定装置固定DTS光纤在地层中，从而检测得到固井、完井、压裂、生产及关井施工作业等全周期、连续的温度剖面(图2-A)。此外，将可以将光纤固定在套管内，油管外之间的空间中，当DTS光纤固定与普通油管外壁时，DTS光纤能够对油套环空的温度动态进行长期监测(图2-B)。本领域技术人员也可以选取连续油管的方式布置DTS光纤，此时DTS光纤位于连续油管内(图2-C)，通过在端部设置配重装置，然后利用井口上方的井架或者吊车滑轮缓慢下放连续油管至井底，当连续油管关到达井底后，待其稳定静止时，用于监测井筒内的温度参数。当使用连续油管测试完成后，起出连续油管、底部工具串即可，因此这种情形使用的DTS光纤为临时使用的光纤。
通过分布式光纤温度传感器测量得到的温度信息，还可以获取得到井下产层的产气/产液信息。一般情况下，地层温度随着深度的增加而逐渐增大，在本领域中采用地温梯度进行描述。通过分布式光纤温度传感器测量得到的实际温度与地温梯度比较，从而可以获取得到产层的流体性质。如图3所示，在实际生产中，当产层流体为液体时，井筒温度一般呈现上升趋势；当产层流体为气体时，井筒温度则呈现下降趋势。对于产液情况，其产油层温度上升趋势大于产水层温度上升趋势。且产量越大，温度变化幅度越大。
因此通过分布式光纤温度传感器测量得到的温度数据，首先可以对产层的流体性质进行判断，进一步地，还能够利用本申请中提出的方法进行产量判断。
在现场测试时，为了获取不同工作制度下的DTS井下数据，可以在布置好DTS光纤后先进行关井，进行初始关井阶段井筒温度数据采集，从而得到测取井筒环境静温数据。在初始关井阶段井筒温度数据采集完成后，进行不同油嘴尺寸的工作制度开井温度测试，获取得到调整后的工作制度条件下的井温测井数据。通过比较不同工作制度下的井筒温度数据，可以得到某一时间段内井筒的温度参数变化值。
(2)基于相似原理，在室内测试获取第一关系式，所述第一关系式表征井筒温度参数和流量参数之间的关系。
通过相似原理，根据实际储层的情况设计室内实验的实验参数，进行室内实验，通过分布式光纤测试得到井筒温度参数以及流量参数。室内实验的测试装置包括：流体供给装置，流体供给装置包括气体供给装置和/或液体供给装置；地层模拟装置，地层模拟装置包括一个或多个岩心夹持器，岩心夹持器中装入岩心；井筒模拟装置，井筒模拟装置包括圆管，圆管为钢制绕管或光滑直管；测试装置，测试装置包括分布式光纤，分布式光纤用于测试井筒模拟装置中的参数。测试装置中的分布式光纤类型包括DTS光纤，此外还可以选DSS、DAS和DCS中的一种或几种。在优选的实施例中，通过在井筒中设置DTS光纤以及DAS光纤，从而获取得到井下温度信息与井下流体信息，进而可以获取第一关系式。
相似原理具体包括
π6＝φo，
其中π1为几何相似系数，无量纲；π2为残余气饱和度与可动气饱和度之比，无量纲；π3为初始含气饱和度，无量纲；π4为束缚水饱和度与可动气饱和度之比，无量纲；π5为初始含水饱和度，无量纲；π6为储层原始状态下的平均孔隙度，无量纲；π7为初始含水饱和度，无量纲；π8为气相的重力和驱动力之比，无量纲；π9为水相的重力和驱动力之比，无量纲。
相似原理原理表达式及物理意义如表1所示。
表1相似原理表达式及物理意义
申请人通过室内相似实验测试，发现井筒内的流量参数与温度参数之间存在如下关系：
Q＝aeb△T+c
其中，Q为井筒流量数据，△T为温度差值，a，b，c为通过室内实验获取的相关参数。
(3)基于步骤(2)中获取的所述第一关系式，代入步骤(1)中现场测试的温度参数，得到井筒流量参数。
目前现有技术中采用DAS光纤测量流量时，由于DAS测试数据量庞大，数据量通常都是以T为单位，因此测量的DAS数据的保存、传输具有较高的要求，而本申请中通过室内实验测试，利用相似原理获取第一关系式，采用DTS测量的数据间接获取得到井筒的流量数据，无需再下入DAS光纤，也避免了DAS涉及的庞大数据量的传输、处理，其现场测试的速度更快，相对工程人员来说使用也更加便捷。
实施例2
与实施例1不同的是，在步骤(1)中进行光纤布置时，还包括步骤：对光纤的预处理，具体通过在端部设置光纤焊接以及密封，从而避免了井底高压高温环境对光纤造成损害。在优选的实施例中，将端部的光纤设置为U型结构。
此外，为了避免井下管件对光纤造成伤害，井中设置锚定装置，避免光纤由于转动造成损伤。
此外，采用连续油管下入DTS光纤时，还包括井筒情况处理。如果井筒内存在套管异常等情形，可能连续油管下入会存在遇阻的情形，因此需要对井筒进行处理，如进行冲洗等。
此外，为了保证DTS光纤下入深度的准确性，还可以在DTS光纤下入井筒之前进行地面参考位置及井底开展加热对位实验，将光纤长度折算至连续油管滚筒深度，以裸眼测井伽马深度曲线为基准，对滚筒工具串的伽马数据做校正处理，得到光纤对应的实际井深。
虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于分布式光纤的温度试井方法，包括以下步骤:
(1)布置分布式光纤温度传感器，通过分布式光纤温度传感器获取得到井筒的温度参数；
(2)基于相似原理，在室内测试获取第一关系式，所述第一关系式表征井筒温度参数和流量参数之间的关系；
(3)基于步骤(2)中获取的所述第一关系式，代入步骤(1)中现场测试的温度参数，得到井筒流量参数。
2.如权利要求1所述的一种基于分布式光纤的温度试井方法，其特征在于，所述第一关系式为：
Q＝aeb△T+c
其中，Q为井筒流量数据，△T为温度差值，a，b，c为通过室内实验获取的相关参数。
3.如权利要求1所述的一种基于分布式光纤的温度试井方法，其特征在于，所述相似原理具体包括
π6＝φo，
其中π1为几何相似系数，无量纲；π2为残余气饱和度与可动气饱和度之比，无量纲；π3为初始含气饱和度，无量纲；π4为束缚水饱和度与可动气饱和度之比，无量纲；π5为初始含水饱和度，无量纲；π6为储层原始状态下的平均孔隙度，无量纲；π7为初始含水饱和度，无量纲；π8为气相的重力和驱动力之比，无量纲；π9为水相的重力和驱动力之比，无量纲。
4.如权利要求1所述的一种基于分布式光纤的温度试井方法，其特征在于，所述分布式光纤布置在套管外壁或油套环空或油管内。
5.如权利要求4所述的一种基于分布式光纤的温度试井方法，其特征在于，采用连续油管下入分布式光纤。
6.如权利要求1所述的一种基于分布式光纤的温度试井方法，其特征在于，比较步骤(1)中测量得到的井筒温度参数，与地温梯度进行对比，判断产层流体性质。
7.如权利要求1所述的一种基于分布式光纤的温度试井方法，其特征在于，在步骤(1)中还包括步骤：对光纤进行预处理，在光纤端部设置焊接及密封。
8.如权利要求1所述的一种基于分布式光纤的温度试井方法，其特征在于，还包括：
在步骤(1)中布置光纤时将端部的光纤设置为U型结构。
9.如权利要求1所述的一种基于分布式光纤的温度试井方法，其特征在于，还包括：
在步骤(1)中还包括在井中设置光纤锚定装置。
10.如权利要求1所述的一种基于分布式光纤的温度试井方法，其特征在于，还包括：
在步骤(1)中进行光纤深度校正。
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