«Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений»

Определение пространственной разрешающей способности оптоволоконных распределённых датчиков температуры, интегрированных в геофизические кабели

УДК: 550.832
DOI: -

Авторы:

¹ ПАО "Пермнефтегеофизика", Пермь, Россия
² Пермский государственный национальный исследовательский университет, Пермь, Россия
³ ООО "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ", Пермь, Россия
⁴ Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Россия

Ключевые слова: геофизический кабель, оптическое волокно, пространственное разрешение, скважина, теплофизические свойства

Аннотация:

Рассмотрены возможности геофизических систем оптоволоконной термометрии, используемых для мониторинга работы нефтяных скважин и глубинного оборудования, а также их специфика, связанная с особенностями измерения температуры. На основании анализа результатов измерений в процессе долговременного мониторинга работы горизонтальной скважины, оборудованной циркуляционными клапанами, а также ряда наклонно направленных скважин, определены возможности в плане пространственной детализации используемых оптоволоконных кабелей. Минимальные размеры объектов, которые удалось локализовать, не превышают 0,5 м. Отмечено, что ими могут быть составляющие технологического оборудования для извлечения флюидов, нарушения целостности цементного камня, а также негерметичности обсадных и лифтовых колонн, способствующие возникновению заколонной циркуляции и обводнению продукции. Для достоверного прогноза информативности оптоволоконных распределенных датчиков температуры, находящихся в составе геофизических кабелей, с большим числом их образцов различных конструкций были выполнены экспериментальные исследования по оценке эффективности существующих критериев, используемых для определения пространственного разрешения. Полученные результаты подтвердили непригодность применяемых критериев для области геофизических исследований, состоящую в отсутствии корреляции между конструктивными особенностями кабельных изделий и показателями разрешения. Разработанный, а также опробованный авторами критерий и сопутствующий ему методический подход являются наиболее подходящими для оценки разрешающей способности геофизических оптоволоконных систем, так как они хорошо согласуются с результатами производственных исследований и, как следствие, открывают возможность задействования теоретического способа определения номинальных показателей разрешения для кабелей любой конструкции.

Список литературы:

1. Стационарный мониторинг геофизических параметров при контроле разработки месторождений. Возможности, проблемы и перспективы использования / А.И. Ипатов, М.И. Кременецкий, И.С. Каешков, А.В. Буянов // Актуальные проблемы нефти и газа. – 2018. – № 2(21). – С. 12–14. – DOI: 10.29222/ipng.2078-5712.2018-21.art12

2. Кременецкий М.И., Ипатов А.И. Применение промыслово-геофизического контроля для оптимизации разработки нефти и газа. Т. 2. Роль гидродинамико-геофизического мониторинга в управлении разработкой. – Ижевск: АНО "Ижевский институт компьютерных исследований", 2020. – С. 444–510.

3. Применение оптоволоконных систем при реализации комплексных технологий заканчивания и долговременного мониторинга работы скважин / А.П. Лаптев, А.Д. Савич, В.И. Костицын [и др.] // Нефт. хоз-во. – 2022. – № 8. –С. 94–99. – DOI: 10.24887/0028-2448-2022-8-94-99

4. Физика. Оптика: учеб. пособие в 2 ч.: Ч. 2. Волновая оптика / А.В. Парамонов, Л.В. Никольская, И.А. Клепинина, А.В. Ермолов. – Тула: Изд-во Тульского гос. педагогич. ун-та им. Л.Н. Толстого, 2013. – 109 с.

5. Стенд для калибровки распределённых оптоволоконных систем контроля температуры в полевых условиях / А.С. Петухов, П.С. Лагунов, А.Н. Никонов, В.И. Луппов // Каротажник. – Тверь: Изд-во АИС, 2019. – № 5(299). – С. 106–119.

6. Скрябин В.И. Курс лекций по теплотехнике. – Орёл: ОрёлГТУ, 2000. – 82 с.

7. Халилов Д.Г., Савич А.Д., Денисов А.М. Изучение тепловой инерции геофизических кабелей. Определение постоянной времени нагрева оптоволоконных распределённых датчиков температуры // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. – 2023. – № 7(379). – С. 27–36. – DOI: 10.33285/2413-5011-2023-7(379)-27-36

8. Smolen J.J., Alex van der Spek. Distributed temperature sensing // A-DTS primer for oil & gas production. Shell Inter. Exploration and Production. – Netherlands, Hague, 2003. – 97 p.

9. Distributed strain and temperature sensing over 50 km of SMF with 1 m spatial resolution employing BOTDA and optical pulse coding / M.A. Soto, G. Bolognini, F. Di Pasquale, L. Thẻvenaz // 2nd International conference on optical fiber sensors. – 2009. – Pp. 750383-4. – DOI: 10.1117/12.848791

10. Simplex-coded BOTDA fiber sensor with 1 m spatial resolution over a 50 km range / M.A. Soto, G. Bolognini, F. Di Pasquale, L. Thẻvenaz // Optics letters. – 2010. – № 2. – Pp. 259–261. – DOI: 10.1364/OL.35.000259

11. Distributed Temperature Sensing – ULTIMA™ DTS. – 2023. – URL: https://silixa.com/technology/ultima-dts/ (дата обращения: 10.11.23).