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姚東江?葛?楠

日前，中油測井C2285作業(yè)隊(duì)經(jīng)過5天奮戰(zhàn)，成功在渤海南部海域完成了半永置光纖布設(shè)和水平井吸水剖面測井任務(wù)，這也是該項(xiàng)技術(shù)在該海域的首次應(yīng)用。在海洋之下，入井光纖全段皆可實(shí)現(xiàn)信號(hào)監(jiān)測，好比“千眼觀測通路”，可對井下聲波、壓力、溫度等信號(hào)進(jìn)行全過程檢測，經(jīng)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)即可獲得儲(chǔ)層流體動(dòng)態(tài)剖面，為制定油藏動(dòng)態(tài)監(jiān)測及階段性工藝措施提供了全過程的海量數(shù)據(jù)支持。

為什么要進(jìn)行半永置光纖測井

光纖傳感技術(shù)是伴隨光纖通信技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的新型傳感技術(shù)。近年來，光纖傳感系統(tǒng)在油氣開發(fā)領(lǐng)域已逐步進(jìn)入實(shí)用化階段，成為替代傳統(tǒng)傳感器的重要技術(shù)。半永置光纖測井，是將光纖布設(shè)在油管外側(cè)，依序連接下入數(shù)千米以下的井筒內(nèi)，可對油氣井全井筒信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。從事多年現(xiàn)場施工的測井技術(shù)專家熊偉表示：“光纖不僅是信號(hào)傳遞的載體，也是傳感系統(tǒng)中的敏感單元，具有空間分辨率高、溫度感應(yīng)精度高、振動(dòng)靈敏度高、耐高溫、抗電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)。”

相較于布設(shè)在套管外側(cè)的永置式光纖，半永置光纖還有著可隨油管起出、可檢查更換的優(yōu)點(diǎn)。在本次光纖測井作業(yè)中，同時(shí)采用了分布式光纖溫度傳感（DTS）和分布式光纖振動(dòng)傳感（DAS）兩種技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測，成功實(shí)現(xiàn)了在海上平臺(tái)井下復(fù)雜管柱下的光纜穿越，完成了兩類數(shù)據(jù)一次采集成功，達(dá)到了全井段全工作制度下的全時(shí)段連續(xù)監(jiān)測的目的。

工程師丁浩在電腦前讀取分析井下數(shù)據(jù)參數(shù)

被解決的難點(diǎn)和問題

半永置光纖需要布設(shè)在油管外側(cè)，每一根油管下放后，都需要使用專用卡扣將光纖電纜與油管進(jìn)行固定。固定的力度頗有研究，力度過大，會(huì)導(dǎo)致光纜內(nèi)部受力變形；力度過小，又會(huì)導(dǎo)致固定不牢靠，甚至與套管內(nèi)壁產(chǎn)生不必要的摩擦，導(dǎo)致信號(hào)失真。下鉆過程中，二級(jí)工程師魏獻(xiàn)華一邊檢查每個(gè)卡扣的固定情況一邊向鉆工講解：“本井井筒最大井斜89.57°，井下裸眼段又應(yīng)用了篩管實(shí)施作業(yè)，油管在進(jìn)入水平段后，摩擦傷害成為必須注意和預(yù)防的問題。”下鉆過程中，作業(yè)隊(duì)員嚴(yán)格控制下鉆速度，實(shí)時(shí)監(jiān)控儀表張力變化，綜合判斷摩阻影響，最終完成光纖的安全下放。

由于光纜鋪設(shè)在油管外側(cè)，其光纖的總長度由井筒深度決定，不同長度的光纖對于信號(hào)參數(shù)設(shè)置都有較大差異。本次施工中，就曾出現(xiàn)了信號(hào)衰減和噪聲過大問題。針對存在的問題，作業(yè)隊(duì)員結(jié)合本井井深相對較淺的特點(diǎn)，對短纜光纖實(shí)施了數(shù)學(xué)因子重新計(jì)算，合理演算出信號(hào)加因子和乘因子寬窄域，并對激光發(fā)射功率、信號(hào)接收增益進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)整，保障了光纖信號(hào)的高能高質(zhì)量。

隊(duì)員們乘船開赴平臺(tái)進(jìn)行作業(yè)

合力形成的“光”明智慧

為確保施工安全和施工質(zhì)量，中油測井充分發(fā)揮一體化合力，整合工藝技術(shù)、儀器設(shè)備和人力資源，所屬天津分公司、華北分公司聯(lián)合成立專項(xiàng)技術(shù)團(tuán)隊(duì)。針對篩管完井生產(chǎn)模式、多段制井身結(jié)構(gòu)、水平井注入等特點(diǎn)，技術(shù)團(tuán)隊(duì)制訂了“一段一策”的施工方案，確定了光纖選型和布設(shè)方式，針對不同深度、不同層序的資料采集重點(diǎn)分別制定相應(yīng)措施，順利完成了光纖數(shù)據(jù)采集地面配接、工具材料配備和模擬測試。

技術(shù)團(tuán)隊(duì)結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際優(yōu)化方案，全過程關(guān)注井下資料動(dòng)態(tài)變化，對產(chǎn)能層的不同注水狀態(tài)進(jìn)行不間斷監(jiān)測，對不同地層、不同井段的溫度與聲波的變化進(jìn)行了70小時(shí)的連續(xù)測量，為后續(xù)調(diào)整不同層段的注水壓強(qiáng)和注水量、合理補(bǔ)充地層壓力、提升驅(qū)油能力提供了參考依據(jù)。在未來一個(gè)階段內(nèi)，布設(shè)在油管外側(cè)的光纖將持續(xù)提供穩(wěn)定的信號(hào)通路，利用光纖傳感器和讀取儀器持續(xù)采集和傳輸來自井筒內(nèi)的各類信息，為提升海上油氣田開采動(dòng)態(tài)監(jiān)測能力、建設(shè)海上智慧油氣田提供技術(shù)保障。

       技術(shù)專家魏獻(xiàn)華在現(xiàn)場檢查光纖固定情況

據(jù)了解，永置式、半永置式井下監(jiān)測技術(shù)已在國外眾多油氣井中得到了廣泛應(yīng)用。在國內(nèi)，其應(yīng)用也是方興未艾。該技術(shù)的最大特點(diǎn)在于，運(yùn)用永久、半永久置于井下的一系列監(jiān)測元件，實(shí)時(shí)獲取大量數(shù)據(jù)，為提高油氣田的科學(xué)化管理水平，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量的最優(yōu)化和效益的最大化，提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐。當(dāng)前，隨著該技術(shù)的不斷發(fā)展，一大批高靈敏、長壽命、耐高溫、抗腐蝕的井下工藝技術(shù)正逐步走進(jìn)油田，推動(dòng)油氣井朝著“智能井”的方向發(fā)展，具有廣闊的應(yīng)用前景。