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在石油和天然氣領(lǐng)域,在荒蕪的測試區(qū)域存在很多需要獲取有關(guān)操作和安全的關(guān)鍵數(shù)據(jù)的應(yīng)用。在“技術(shù)”頁面列舉的眾多布拉格光纖光柵感應(yīng)技術(shù)的優(yōu)勢中,一些主要優(yōu)勢可直接應(yīng)用于很多石油和天然氣案例。相關(guān)優(yōu)勢為:適于嚴(yán)苛環(huán)境、抗電子干擾、遠(yuǎn)程感應(yīng)、長期測量穩(wěn)定性及強(qiáng)大的復(fù)用能力。
基于這些明顯優(yōu)勢,光纖傳感技術(shù)的開發(fā)機(jī)會已顯現(xiàn)在如下領(lǐng)域:
井下多點(diǎn)壓力/溫度(P/T)感應(yīng)-對于油藏工程師和石油技術(shù)人員來說,現(xiàn)有油藏的最大化回收的挑戰(zhàn)變得日趨關(guān)鍵,特別是當(dāng)發(fā)現(xiàn)易于獲得的碳?xì)浠衔锏姆N類變得越來越少時。全球石油和天然氣共同體已將挑戰(zhàn)目標(biāo)定為將油藏的回收從30%增加到50%~60%,氣藏的回收從50%增加到70%~80%。如下有助于提高油藏和氣藏回收的技術(shù)儲備 -- 工程師需要盡可能多地了解油藏和氣藏的狀態(tài)及其隨碳?xì)浠衔锒a(chǎn)生的動態(tài)變化,特別是對于復(fù)合區(qū)域和多邊區(qū)域的復(fù)雜油井結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵因素是工程師需要密切監(jiān)測油藏的表現(xiàn),并找出油井結(jié)構(gòu)的眾多生產(chǎn)環(huán)節(jié)中對生產(chǎn)流程的貢獻(xiàn)分布,這樣他們就可最大可能地生產(chǎn)出目標(biāo)產(chǎn)能的碳?xì)浠衔?,而無需底水錐進(jìn)等促進(jìn)措施。
分布式溫度信息對于顯示油井結(jié)構(gòu)中的流量狀況非常有用。通過多點(diǎn)壓力測量,可獲得重要的附加信息;很多行業(yè)專家都將壓力視為最重要的井下測量參數(shù)。通常,在這些復(fù)雜油井結(jié)構(gòu)中運(yùn)行壓力采集設(shè)備是不切實(shí)際且不可能的;所以僅有的選擇就是將傳感器永久地安裝在油井中。但是,要安裝大量傳感器用于完全監(jiān)測復(fù)雜油井結(jié)構(gòu),使用傳統(tǒng)電子電子傳感器的費(fèi)用非常昂貴,特別是電子傳感器在高溫環(huán)境下故障率非常高,因而后續(xù)還需重復(fù)安裝傳感器。另外,井眼容納電纜的能力嚴(yán)重限制了可安裝的傳感器的數(shù)量。而光纖傳感器可解決此問題。很多光纖壓力傳感器可以復(fù)用在一條微小光纜上并且沒有井下電子設(shè)備,并且,由于沒有井下電子設(shè)備,這些傳感器在非常高的油藏溫度下的可靠性非常高。
縱觀現(xiàn)存油藏,其剩余生產(chǎn)可能需要維護(hù)幾十年,將來的碳?xì)浠衔锏漠a(chǎn)量主要來源于更深和更熱的非傳統(tǒng)油藏及需要使用化學(xué)或余熱回收技術(shù)以促進(jìn)流量的地方。這些非傳統(tǒng)油藏的開采費(fèi)用非常高,而且運(yùn)轉(zhuǎn)故障的費(fèi)用也非常巨大。所以這些油藏的監(jiān)測需求非常大,而光纖感應(yīng)獨(dú)特的優(yōu)勢會在實(shí)現(xiàn)這些需求的技術(shù)中扮演非常重要的角色。
管道完整性監(jiān)測-陸地及海底的石油和天然氣管道,在工業(yè)化進(jìn)程的中游和下游都代表著某些最高的價值和最寶貴的財產(chǎn)。下沉、疲勞、腐蝕、惡意干擾的風(fēng)險,都威脅這些財產(chǎn)的完整性。因此,這些重要財產(chǎn)管理和維護(hù)和維修的體系復(fù)雜、勞工密集、費(fèi)用昂貴。光纖系統(tǒng)的感應(yīng)距離非常遠(yuǎn),不管是采用應(yīng)變測量、溫度測量還是二者同時測量,它都是適于這種完整性損失自動感應(yīng)的理想技術(shù)。結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的潛在的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢將會對管道行業(yè)具有非常重大的意義;而通過單臺儀器監(jiān)測幾百千米的管道的商用可行方法使得這些優(yōu)勢的實(shí)現(xiàn)更進(jìn)一步。
提升柱疲勞壽命評估-連接浮式平臺與海底井口最重的部件是鋼索提升柱,用于注水、出油和將石油產(chǎn)物帶到海面用于卸載。由于這些提升柱自由懸掛在浮式平臺上,所以減小它們的重量可以從根本上影響浮式平臺的大小和費(fèi)用,并有助于將水注入更深處。當(dāng)然,這些費(fèi)用不能計算在提升柱結(jié)構(gòu)的完整性上。所以對提升柱的監(jiān)測非常必要,以確定它們的加載歷史和剩余使用壽命,特別是頂部和海床觸底區(qū)等疲勞損傷最可能發(fā)生的地方。由于具有高復(fù)用能力、無源、遠(yuǎn)程部署及長期穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn),布拉格光纖光柵應(yīng)變和溫度傳感器陣列針對此種測量挑戰(zhàn)提供了完美的解決方案。
海底機(jī)器健康狀況監(jiān)測-深海油藏的開發(fā)是一個高價值的產(chǎn)業(yè),而產(chǎn)業(yè)的上游環(huán)節(jié)的所有設(shè)備都非常重要,例如:將碳?xì)浠衔飶暮5拙谕扑偷礁由a(chǎn)設(shè)備的電泵。由于將這些設(shè)備帶到海面進(jìn)行維護(hù)和維修需要使用船舶并產(chǎn)生費(fèi)用,而這些船舶等候期間的生產(chǎn)停工期也會產(chǎn)生費(fèi)用,因此,持續(xù)健康監(jiān)測作為狀況維護(hù)體系的組成部分,具有非常高的價值。
但是,由于海底泵天然的遠(yuǎn)程特性,使用傳統(tǒng)傳感器技術(shù)是不切實(shí)際、費(fèi)用昂貴的,且經(jīng)常不可能實(shí)現(xiàn)。Smart Fibre公司憑借其技術(shù)及相關(guān)關(guān)鍵性能優(yōu)勢,克服了這些困難,使對財產(chǎn)所有者具有高價值的商用監(jiān)測系統(tǒng)成為可能。
智能油井’的多點(diǎn)壓力測量
深水潛水泵的健康監(jiān)測
近海結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測 (提升管/油管/卸載線/跨接線)