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传感器与微系统( Transducer and Microsystem Technologies
2015年第34卷第3期
DOI:10.13873/J.10009787(2015)03-0158-03
分布式光纤温度传感器在稠油开采中的应用
于紧昌,胡传龙
(中国电子科技集团公司第八研究所,安徽合肥230051
摘要:为了满足稠油油井安全生产和温度监测的需求,设计了一种传感距离为2km的分布式光纤温度
传感器用于监测稠油油井的温度信息。同时对分布式光纤温度传感器进行了特性分析,并给出了高温温
度实验结果。实验结果显示:分布式光纤温度传感器能够在稠油油井温度测量方面进行很好的应用。系
统温度范围为0~350℃,测温光纤长为2km,测量温度精度为±1℃,空间分辨率为1m,为油井井下温度
测量提供了科学依据
关键词:分布式光纤温度传感器;温度测量;稠油油井;拉曼散射
中图分类号:S951.4文献标识码:A文章编号:1000-9787(2015)03-0158-03
Application of distributed optical fiber temperature
sensor
in heavy oil mining
YU Jin-chang, HU Chuan-long
(The 8th Research Institute, China Electronics Technology Group Corporation
Hefei 230051, China)
Abstract In order to meet the requirement of oil well safety fabrication and temperature monitoring of heavy oil
design a kind of distributed optical fiber temperature sensor with a sensing distance of 2 km to monitor temperature
of oil well of heavy oil Characteristics analysis is carried out and high temperature experimental results are given
The results show that distributed optical fiber temperature sensor can play an important role in oil field temperature
neasurement. Its temperature range is 0 C, range of optical fiber length is 2 km, temperature precision is
1 C, and spatial resolution is 1 m, which provides scientific data for measurement of temperature under oil wel
Key words distributed optical fiber temperature sensor; temperature measurement heavy oil well; Raman sca-
ttering
0引言
的连续温度变化,具有耐高温、防爆、施工简单、安全性高等
温度在稠油热采过程中起着非常重要的作用,通过监特点,突破了传统温度传感器热平衡时间长、响应速度慢
测稠油井井筒的连续温度变化,分析注采效果,设置相关注无法在高温、高压环境下对井下的温度场分布进行长期监
汽参数,对高效安全开采稠油资源有着重要意义。目前稠测等缺点,长达几千米的测量范固可轻易监测整个井筒长
油开采主要方式为注蒸汽开采。注蒸汽开采技术是利度内的井下温度变化,无需移动测温设备。分布式光纤温
用稠油特殊的粘温关系,向油层中注入高温度的素汽,降
度传感器技术可为油井温度监测和安全生产提供科学依
低原油的粘度,从而提高原油的流动能力,起到开采稠油和
据,为分析油层加热面积、加热平均温度、合理的焖并时问
增产的作用。传统的稠油油井温度监测仪器只能在某一时
及焖井结束后加热半径等提供重要的温度信息。
间测量某个位置点的温度,无法一次性完整测量整个井筒
本文设计了一种分布式光纤温度传感器系统,并在稠
油开采应用中取得了良好的效果。
的连续温度变化信息,要实现整个井筒的测量需要安装多
系统结构
个点式温度传感器,安装复杂,调试困难。
分布式光纤温度传感器系统主要包括两部分:系统主
分布式光纤温度传感器技术是稠油热采井下温度测量
机(含信号采集和处理部分)和传感光纤,结构如图1所
的新技术,是利用拉曼散射原理和光时域反射技术研制而
成,只需在蒸汽井肉敷设一根高温光纤就可提供整个井筒
主机由以下几个部分组成:
收稿日期:2014-11-19