CN210483716U - 井下监测管柱和井下监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种井下监测管柱和井下监测系统，该井下监测管柱包括：位于油气储层中的套管和套设在套管内部的油管，油管上设置有至少一个检测装置，检测装置的检测端位于油管内部。套管和油管之间的环空区域内设置有光缆，光缆的一端与检测装置电性连接，光缆的另一端朝井口的方向延伸并与位于井上的测井控制装置电性连接。本实用新型能够将井下的测井结果准确且及时的传送至井上测井控制装置，从而实时监测生产数据的动态变化过程，提高了测井结果的时效性，保证了高效且准确的油气藏管理。

Description

井下监测管柱和井下监测系统

技术领域

本实用新型涉及油气开采工程技术领域，尤其涉及井下监测管柱和井下监测系统。

背景技术

在油气开采过程中，井管理人员需要实时掌握油气井内的各项测井参数，并且根据准确的测井参数进行生产改进、油气生产安全分析，进而进行合理的油气藏动态生产管理，实现油气藏的科学高效开发。

图1为现有技术中测井装置下入油管或打捞的结构示意图。参照图1所示，目前测井装置可以是电子温度压力计，采用电子温度压力计来获取油气井内的温度和压力等测井参数，具体的方法是采用钢丝将电子温度压力计送至油气井的油管内的预设位置，当需要获取该预设位置处的温度和压力测井参数时，通过钢丝将电子温度压力计从油管中打捞出来，释放其中的生产数据，从而根据该生产数据进行成产优化，故障诊断或是检测油气井内的油藏变化趋势等。

然而利用上述下入或打捞的方式，操作过程较为繁琐，并且无法实时监测生产数据的动态变化过程，限制了测井结果时效性，并不利于提高油气藏管理的高效性和准确性。

实用新型内容

为了解决背景技术中提到的至少一个问题，本实用新型提供一种井下监测管柱和井下监测系统，能够将井下的测井结果准确且及时的传送至井上测井控制装置，从而实时监测生产数据的动态变化过程，提高了测井结果的时效性，保证了高效且准确的油气藏管理。

为了实现上述目的，第一方面，本实用新型提供一种井下监测管柱，包括：位于油气储层中的套管和套设在所述套管内部的油管，所述油管上设置有至少一个检测装置，所述检测装置的检测端位于所述油管内部。

所述套管和所述油管之间的环空区域内设置有光缆，所述光缆的一端与所述检测装置电性连接，所述光缆的另一端朝井口的方向延伸并与位于井上的测井控制装置电性连接。

在上述的井下监测管柱中，可选的是，所述油气储层上设置有套管射孔，所述油管上设置有封隔器，所述封隔器、所述套管的内壁、所述油管的外壁以及井底围成采油区域，所述套管射孔连通所述采油区域和所述油气储层。

在上述的井下监测管柱中，可选的是，至少一个所述检测装置位于所述采油区域内的所述油管上，所述封隔器上开设有通孔，所述光缆穿设所述通孔，并与所述采油区域内的所述油管上的所述检测装置电性连接。

在上述的井下监测管柱中，可选的是，至少一个所述检测装置位于所述封隔器和所述井口之间。

在上述的井下监测管柱中，可选的是，所述检测装置有多个，多个所述检测装置沿所述油管的轴向间隔分布，相邻两个所述检测装置之间的间距大于或等于50m。

在上述的井下监测管柱中，可选的是，所述封隔器靠近井口一端和/或靠近井底一端设置有投捞式堵塞器，所述封隔器和所述油管通过所述投捞式堵塞器连接。

在上述的井下监测管柱中，可选的是，所述油管上设置有托筒，所述检测装置设置在所述托筒内。

在上述的井下监测管柱中，可选的是，位于所述采油区域内的所述油管上设置有打孔筛管，所述油气储层内的油气通过所述打孔筛管进入所述油管内。

所述打孔筛管与所述封隔器之间的所述油管上，和/或所述打孔筛管与井底之间的所述油管上设置有所述检测装置。

在上述的井下监测管柱中，可选的是，所述光缆包括多个成束设置的光纤，多个所述光纤外部包裹有加强层、屏蔽层、防水层和防压层中的任意一层或多层。

第二方面，本实用新型提供一种井下监测系统，包括上述的井下监测管柱，和位于井上的测井控制装置，所述井下监测管柱的光缆与所述测井控制装置电性连接。

本实用新型提供的井下监测管柱和井下监测系统，该井下监测管柱包括位于油气储层中的套管和套设在套管内的油管，通过在油管上设置至少一个检测装置，用于实时监测油管中的生产数据。通过在套管和油管之间的环空区域内设置光缆，利用光缆连接检测装置和位于井上的测井控制装置，从而将井下的测井结果准确且及时的传送至井上测井控制装置，从而实时监测生产数据的动态变化过程，提高了测井结果的时效性，保证了高效且准确的油气藏管理。

本实用新型的构造以及它的其他实用新型目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中测井装置下入油管或打捞的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的井下监测管柱的结构示意图；

图3为本实用新型实施例一提供的井下监测管柱的光缆的结构示意图；

图4为本实用新型实施例二提供的井下监测管柱的结构示意图；

图5为本实用新型实施例三提供的井下监测管柱的结构示意图；

图6为本实用新型实施例四提供的井下监测系统的结构示意图。

附图标记说明：

10-油气储层；

11-套管射孔；

12-井口；

13-井底；

14-采油区域；

20-套管；

30-油管；

40-检测装置；

50-封隔器；

60-投捞式堵塞器；

70-托筒；

80-打孔筛管；

90-光缆；

91-光纤；

92-加强层；

93-屏蔽层；

94-防压层；

95-防水层；

100-测井控制装置；

200-光缆插接头；

300-通信装置；

1-钢丝。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型的优选实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

图1为现有技术中测井装置下入油管或打捞的结构示意图。参照图1所示，目前在测井过程中，一般是在油气储层10中下入套管20，套管20 内下入油管30，将检测装置40通过钢丝1下入油管30中的预设位置，常用的检测装置40可以是电子温度压力计，当油井在开采过程中，油气储层10中的套管20射孔11与套管20连通，油气通过套管射孔11进入套管20内，并通过油管30输送至井上，油气在经过测井装置时，检测装置 40检测获取油管30内的温度和压力变化并进行储存。

当需要获取生产数据进行测井分析时，通过钢丝1将油管30内的检测装置40打捞出来，并释放其中储存的生产数据。然而利用钢丝下入或打捞测井装置的方式，操作过程较为繁琐，并且无法实时监测生产数据的动态变化过程，限制了测井结果时效性，并不利于提高油气藏管理的高效性和准确性。

图2为本实用新型实施例一提供的井下监测管柱的结构示意图。图3 为本实用新型实施例一提供的井下监测管柱的光缆的结构示意图。

为解决上述技术问题，参照2和图3所示，本实施例提供一种井下监测管柱，包括：位于油气储层10中的套管20和套设在套管20内部的油管30，油管30上设置有至少一个检测装置40，检测装置40的检测端位于油管30 内部。

套管20和油管30之间的环空区域内设置有光缆90，光缆90的一端与检测装置40电性连接，光缆90的另一端朝井口12的方向延伸并与位于井上的测井控制装置电性连接。

需要说明的是，本实施例提供的井下监测管柱对油田的种类并无要求，因此可以适用大部分类型的油田，例如稠油油田、挥发性油气田或者普通黑油油田等，本实施例对此并不加以限制。油气储层10中一般下入套管20，并在套管20和油气储层10之间利用固井水泥填封，保证套管20在油气储层 10中的稳定性。

套管20中设置有油管30，油管30靠近井口12的位置设置有采油树，当油气储层10中的油气进入套管20后，可以通过油管30将油气输送至井口12的采油树，实现油气的采集。

具体的，油气储层10上设置有套管射孔11，油管30上设置有封隔器50，封隔器50、套管20的内壁、油管30的外壁以及井底13围成采油区域14，套管射孔11连通采油区域14和油气储层10。

需要说明的是，在套管20和油气储层10之间的固井水泥上设置有套管射孔11，利用套管射孔11连通油气储层10和套管20，便于油气在地层的压力作用下通过套管射孔11进入套管20内部。为保证套管20内稳定的压力环境，可以在套管20和油管30之间的环空区域内设置封隔器50，利用封隔器50封堵该环空区域，使得封隔器50、套管20的内壁、油管30的外壁以及井底13围成采油区域14，基于油气是在地层的压力作用下进入套管20内的，因此该采油区域14的设置可以有效维持套管20内部和地层之间的压力差，使得油气有足够的推动力进入套管20内部。

其中，封隔器50可以是自封式、压缩式、扩张式以及组合式中的任意一种，封隔器50的型号可以是Y211-114-120/15，或者YK341-114-90/100。在实际使用中本实施例对封隔器50的类型和型号并不加以限制，也不局限于上述示例，用户可以根据需要选择。

为获取油管30中的生产参数，可以在油管30中设置至少一个检测装置 40，该检测装置40可以包括但不限于温度检测器、压力监测器以及流量监测器，用于获取油管30中的不同种类的测井参数，在实际使用中，该检测装置 40还可以根据需要设置为其他类型的检测工具，本实施例对此并不加以限制，也不局限于上述示例。

需要特别指出的是，本实施例中在油管30和套管20之间的环空区域内还铺设有光缆90，光缆90的两端分别连接上述的检测装置40和井上的测井控制装置，光缆90用于将检测装置40检测到的生产数据及时且准确无损地发送至测井控制装置，从而不经能够保证测井控制装置实时获取生产数据，从而根据该生产数据调整生产管理的过程，还能够监控生产数据的动态变化，为油气藏生产的预判提供实验数据的基础。

需要说明的是，该光缆90可以通过固定件固定在油管30的外壁或套管 20的内壁上，避免光缆90在使用过程中由于环空区域内的气压变化而频繁发生移位，维持了光缆90的稳定性。该固定件可以是与油管30的外壁或套管20的内壁连接的固定架，或者直接设置在油管30的外壁或套管20的内壁上的固定套筒，本实施例对此并不加以限制。

其中，参照图2所示，至少一个检测装置40位于采油区域14内的油管 30上，封隔器50上开设有通孔，光缆90穿设通孔，并与采油区域14内的油管30上的检测装置40电性连接。

需要说明的是，基于上述分析可知，油气是通过套管射孔11进入采油区域14的套管20内，继而进入油管30中的，因此检测采油区域14内油管30 内部的生产数据可以及时获取油气进入油管30前后的生产数据的变化，从而确定油气是否顺利采出，以及采出过程的各项参数变化值。基于采油区域14 位于封隔器50的下端，即靠近井底13的位置，因此为保证光缆90与检测装置40的稳定连接，该封隔器50上需要设置供光缆90通过的通孔。

本实施例的检测装置40与光缆90连接的设置方式与现有检测装置40的投捞方式相比，可以在检测过程中，无需停止生产从而下入或打捞检测装置 40，因此不影响整个油气生产进程，降低了生产的操作工序，提高了油气生产和监测的效率。并且本实施的设置方式能够准确且实时获取检测装置40的检测数据，消除了检测数据获取过程的延时，降低了测井分析的误差，提高其时效性和准确性。

作为一种可实现的实施方式，检测装置40有多个，多个检测装置40沿油管30的轴向间隔分布，相邻两个检测装置40之间的间距大于或等于50m。需要说明的是，多个检测装置40可以分别沿油管30的轴向间隔分布，因此可以同时获取不同储层高度位置的油管30内的生产数据，根据不同储层高度的生产数据进行生产数据的梯度分布分析。

基于梯度分布分析需要相邻两个储层高度的数据之间具有一定的差值，当相邻两个检测装置40之间的间距过小时，不足以作为梯度分布分析的基础，因此本实施例限定相邻两个检测装置40之间的间距大于或等于50m，在实际使用中，该相邻两个检测装置40之间的间距的具体数值可以在上述的范围内选定，本实施例对此并不加以限制。

作为一种可实现的实施方式，位于采油区域14内的油管30上设置有打孔筛管80，油气储层10内的油气通过打孔筛管80进入油管30内。该打孔筛管80可以有效过滤油气中携带的油气储层10的大量泥沙，不仅提高油气的纯度，还能避免大量泥沙堵塞油管30，影响油气的稳定产出。打孔筛管80 与封隔器50之间的油管30上，和/或打孔筛管80与井底13之间的油管30 上设置有检测装置40，从而获取油气进入打孔筛管80前后的生产数据的变化。

作为一种可实现的实施方式，封隔器50靠近井口12一端和/或靠近井底 13一端设置有投捞式堵塞器60，封隔器50和油管30通过投捞式堵塞器60 连接，从而可以利用投捞式堵塞器60坐稳封隔器50或起封该封隔器50，减小封隔器50的操作难度。

作为一种可实现的实施方式，油管30上设置有托筒70，检测装置40设置在托筒70内。将检测装置40设置在托筒70中，可以对检测装置40起到保护作用。进一步地，在油管30靠近井底13的位置还可以设置油管鞋，便于油管30的下入和起出。

进一步地，参照图3所示，光缆90包括多个成束设置的光纤91，多个光纤91外部包裹有加强层92、屏蔽层93、防水层95和防压层94中的任意一层或多层。该加强层92可以是钢丝网层。屏蔽层93可以通过镀锌铜丝编织而成，避免外部信号影响光纤91内的信号传输。防水层95可以通过防水玻璃纤维构成，位于光纤91的最外层，避免油气中的水分进入光纤91中。防压层94中可以设置弹簧压缩器，防止光纤91受到外部压力而损坏。通过设置上述功能层，可以有效提高光纤91的防水、防压、阻燃和抗老化的能力，延长其使用寿命。

本实用新型实施例一提供的井下监测管柱，包括位于油气储层中的套管和套设在套管内的油管，通过在油管上设置至少一个检测装置，用于实时监测油管中的生产数据。通过在套管和油管之间的环空区域内设置光缆，利用光缆连接检测装置和位于井上的测井控制装置，从而将井下的测井结果准确且及时的传送至井上测井控制装置，从而实时监测生产数据的动态变化过程，提高了测井结果的时效性，保证了高效且准确的油气藏管理。

实施例二

图4为本实用新型实施例二提供的井下监测管柱的结构示意图。

参照图4所示，在上述实施例一的基础上，本实用新型实施例二还提供另一种井下监测管柱，实施例一与实施例二相比，两者的区别之处在于：检测装置40在油管30中的设置位置不同。

具体的，至少一个检测装置40位于封隔器50和井口12之间。将检测装置40设置在油管30内，封隔器50和井口12之间，可以用于检测非采油区域内的油气生产数据，为油气生产提供指导基础。在此情况下，基于检测装置40并未在封隔器50的下方，因此光缆90无需穿设封隔器50，本实施例中的封隔器50可以选用不带通孔的常用类型。

其他技术特征与实施例一中相同，并能取得与实施例一的相同的技术效果。

本实用新型实施例二提供的井下监测管柱，包括位于油气储层中的套管和套设在套管内的油管，通过在油管上设置至少一个检测装置，用于实时监测油管中的生产数据。通过在套管和油管之间的环空区域内设置光缆，利用光缆连接检测装置和位于井上的测井控制装置，从而将井下的测井结果准确且及时的传送至井上测井控制装置，从而实时监测生产数据的动态变化过程，提高了测井结果的时效性，保证了高效且准确的油气藏管理。

实施例三

图5为本实用新型实施例三提供的井下监测管柱的结构示意图。参照图 5所示，在上述实施例一的基础上，本实用新型实施例三提供另一种井下监测管柱，实施例一与实施例三相比，两者的区别之处在于：检测装置40在油管30中的设置位置不同。

具体的，检测装置40分别位于封隔器50和井口12之间，以及封隔器 50和井底13之间，从而同时获取采油区域14和非采油区域内的油气生产数据，为油气生产提供指导基础。

其他技术特征与实施例一中相同，并能取得与实施例一的相同的技术效果。

本实用新型实施例三提供的井下监测管柱，包括位于油气储层中的套管和套设在套管内的油管，通过在油管上设置至少一个检测装置，用于实时监测油管中的生产数据。通过在套管和油管之间的环空区域内设置光缆，利用光缆连接检测装置和位于井上的测井控制装置，从而将井下的测井结果准确且及时的传送至井上测井控制装置，从而实时监测生产数据的动态变化过程，提高了测井结果的时效性，保证了高效且准确的油气藏管理。

实施例四

图6为本实用新型实施例四提供的井下监测系统的结构示意图。参照图 6所示，在上述实施例一至实施例四的基础上，本实用新型实施例四提供一种井下监测系统，包括了上述的井下监测管柱。

具体的，该井下监测系统包括上述的井下监测管柱，和位于井上的测井控制装置100，井下监测管柱的光缆90与测井控制装置100电性连接。

其中，光缆90和测井控制装置100之间还可以设置光缆插接头200和通信装置300，便于两者的连接，光缆90将检测装置40检测的生产数据发送至测井控制装置100，测井控制装置100根据该生产数据进行测井分析，及时调整油气生产过程中的各种操控参数，并且分析生产数据的动态变化过程，保证油气藏开采的稳定且高效的运行。

其他技术特征与实施例一至实施例三中相同，并能取得的相同的技术效果。

本实用新型实施例四提供的井下监测系统，通过在井下监测管柱设置位于油气储层中的套管和套设在套管内的油管，在油管上设置至少一个检测装置，用于实时监测油管中的生产数据。通过在套管和油管之间的环空区域内设置光缆，利用光缆连接检测装置和位于井上的测井控制装置，从而将井下的测井结果准确且及时的传送至井上测井控制装置，从而实时监测生产数据的动态变化过程，提高了测井结果的时效性，保证了高效且准确的油气藏管理。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种井下监测管柱，其特征在于，包括：位于油气储层中的套管和套设在所述套管内部的油管，所述油管上设置有至少一个检测装置，所述检测装置的检测端位于所述油管内部；

所述套管和所述油管之间的环空区域内设置有光缆，所述光缆的一端与所述检测装置电性连接，所述光缆的另一端朝井口的方向延伸并与位于井上的测井控制装置电性连接。

2.根据权利要求1所述的井下监测管柱，其特征在于，所述油气储层上设置有套管射孔，所述油管上设置有封隔器，所述封隔器、所述套管的内壁、所述油管的外壁以及井底围成采油区域，所述套管射孔连通所述采油区域和所述油气储层。

3.根据权利要求2所述的井下监测管柱，其特征在于，至少一个所述检测装置位于所述采油区域内的所述油管上，所述封隔器上开设有通孔，所述光缆穿设所述通孔，并与所述采油区域内的所述油管上的所述检测装置电性连接。

4.根据权利要求2所述的井下监测管柱，其特征在于，至少一个所述检测装置位于所述封隔器和所述井口之间。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的井下监测管柱，其特征在于，所述检测装置有多个，多个所述检测装置沿所述油管的轴向间隔分布，相邻两个所述检测装置之间的间距大于或等于50m。

6.根据权利要求2-4中任一项所述的井下监测管柱，其特征在于，所述封隔器靠近井口一端和/或靠近井底一端设置有投捞式堵塞器，所述封隔器和所述油管通过所述投捞式堵塞器连接。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的井下监测管柱，其特征在于，所述油管上设置有托筒，所述检测装置设置在所述托筒内。

8.根据权利要求2-4中任一项所述的井下监测管柱，其特征在于，位于所述采油区域内的所述油管上设置有打孔筛管，所述油气储层内的油气通过所述打孔筛管进入所述油管内；

所述打孔筛管与所述封隔器之间的所述油管上，和/或所述打孔筛管与井底之间的所述油管上设置有所述检测装置。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的井下监测管柱，其特征在于，所述光缆包括多个成束设置的光纤，多个所述光纤外部包裹有加强层、屏蔽层、防水层和防压层中的任意一层或多层。

10.一种井下监测系统，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的井下监测管柱，和位于井上的测井控制装置，所述井下监测管柱的光缆与所述测井控制装置电性连接。

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