井下传感器系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于测量井中井下流体的压力的井下传感器系统，包括：具有内侧并布置在具有壁部的井孔中的井管结构和在井管结构与井孔的壁部之间限定出的环空；具有压力单元传感器并布置成与井管结构连接的传感器单元，该压力单元传感器适于测量井管结构的内侧中的和/或环空中的流体的压力，传感器单元还包括供电装置和通信模块；包括供电装置和用于与传感器单元通信的通信模块的井下工具，其中，井下工具还包括压力工具传感器，该压力工具传感器适于基本上对着压力单元传感器测量井管结构的内侧的流体的压力，用于与由压力单元传感器测量的压力进行比较。本发明专利技术还涉及一种测量方法、一种校准方法和一种隔离测试方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于测量井中井下流体的压力的井下传感器系统。本专利技术还涉及一种测量方法、校准方法和隔离测试方法。
技术介绍
含烃流体的分布和含量在储层中随时间而改变并且已做出大量更成功或更不成功的尝试来预测这种进展。应用传感器测量多种不同的流体特性是获得这样的预测的数据的一种方式。传感器沿井孔被插入到地层中，并且在测量过程中，传感器从海底或地面的震源获得震动。所述震动随着地层中进行的震动而变化，并且从传感器中接收的震动可分析出储层中含烃流体的分布和含量。基于这些预测，来调节入流阀和因此生产区域，从而以更理想的方式排空储层中的烃。问题是，传感器因高的温度和压力而随时间漂移，并且因此这些传感器测量的可靠性减弱至无法准确预测的程度。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是完全或部分地克服现有技术中的上述缺点和不足。更特别地，一个目的是提供一种能够感测储层进展从而获得比已知系统优化的更快的生产的改进的井下传感器系统。从下面的描述中将变得显而易见的上述目的以及众多的其它目的、优点和特征由根据本专利技术的方案来实现，即通过一种用于测量井中井下流体的压力的井下传感器系统来实现，该井下传感器系统包括：-具有内侧并布置在具有壁部的井孔中的井管结构和在该井管结构与该井孔的壁部之间限定出的环空；-具有压力单元传感器并布置成与井管结构连接的传感器单元，该压力单元传感器适于测量井管结构的内侧中的和/或环空中的流体的压力，所述传感器单元还包括供电装置和通信模块；以及-井下工具，该井下工具包括供电装置和用于与所述传感器单元通信的通信模块，其中，所述井下工具还包括压力工具传感器，该压力工具传感器适于基本上对着所述压力单元传感器测量井管结构的内侧的流体的压力，用于与由所述压力单元传感器测量的压力进行比较。所述传感器单元的压力单元传感器可适于测量所述井管结构的内侧的流体的压力，并且所述压力工具传感器可对着所述压力单元传感器测量井管结构的内侧的流体的压力，从而通过将压力单元传感器的测量压力与所述压力工具传感器的测量压力进行比较来校准压力单元传感器的压力测量结果。进一步地，所述传感器单元的压力单元传感器可与井管结构的内侧的流体流体连通并因此适于测量井管结构的内侧的流体的流体压力。此外，所述传感器单元可包括适于测量环空中的流体的压力的第二压力单元传感器。并且，所述井下工具可包括存储模块。此外，所述井下工具可包括处理器、CPU等，以用于处理从所述传感器单元和/或所述压力工具传感器接收到的压力测量结果。此外，上述井下传感器系统还可包括布置在井管结构上的入流阀。进一步地，所述井下工具可包括用于调节所述入流阀的位置的控制装置。所述传感器单元可布置成与所述入流阀连接，用于控制所述流体的流入。此外，所述入流阀可以是打开的，所述传感器单元的所述压力单元传感器可适于测量所述环空中的流体的压力，并且所述压力工具传感器可在环空与井管结构的内侧之间已提供压力平衡之后对着压力单元传感器测量井管结构的内侧的流体的压力，从而通过将所述压力单元传感器的测量压力与所述压力工具传感器的测量压力进行比较以校准所述压力单元传感器的压力测量结果。此外，所述井下工具可包括用于基本上对着所述传感器单元定位所述压力工具传感器的定位单元。所述传感器单元可包括无线射频识别(RFID)标签。此外，所述井下工具的通信模块和所述传感器单元的通信模块可通过天线、感应、电磁辐射或遥测技术通信。并且，所述传感器单元可包括适于为所述传感器单元的供电装置再充电的换能器。此外，所述再充电可借助无线电频率、声或电磁辐射来实现。进一步地，所述传感器单元可包括三通阀，该三通阀具有与所述环空流体连通的第一端口、与所述井管结构的内侧流体连通的第二端口、和第三端口，所述第三端口与所述压力单元传感器流体连接以使所述压力单元传感器与所述环空或所述内侧流体连通，以便分别测量环空中的流体的环空压力和所述内侧的流体的内侧压力。所述三通阀可包括开关元件，该开关元件在将所述第一端口与所述第三端口流体连接的第一位置与将所述第二端口与所述第三端口流体连接的第二位置之间转换。所述三通阀还可包括与开关元件连接以用于控制所述三通阀的位置的控制传感器装置。并且，所述控制装置可适于控制从第一位置转换至第二位置，反之亦然，以便能基本上同时地测量所述环空压力和所述内侧压力。此外，所述传感器单元的所述压力单元传感器可与所述环空流体连通并因此适于测量所述环空中的流体的压力。上述井下传感器系统还可包括第一环状屏障和第二环状屏障，每个环状屏障包括：-适于安装为所述井管结构的一部分的管状部件，所述管状部件具有外表面；-可膨胀的金属套筒，该可膨胀的金属套筒围绕该管状部件并具有面向所述管状部件的套筒内表面和面向所述井孔的壁部的套筒外表面，所述可膨胀的套筒的每个端部均与所述管状部件连接；以及-在所述可膨胀的套筒的套筒内表面与所述管状部件之间的环形空间；-所述第一环状屏障和所述第二环状屏障适于在膨胀时隔离出生产区域；以及所述入流阀对着所述生产区域布置并具有打开位置和关闭位置以控制流体从生产区域向所述井管结构中的入流。可对着所述环形空间在所述管状部件上设置开口，以用于在所述井管结构的内侧与所述环形空间之间提供流体连通，从而使加压流体进入该环形空间中以使所述可膨胀的金属套筒膨胀。此外，可在该开口中设置阀。所述阀可以是止回阀。此外，所述环形空间可包括适于使所述环形空间膨胀的化合物。并且，所述化合物可以包含适于在分解时生成气体或超临界流体的至少一种可热分解的化合物。进一步地，所述化合物可包含氮。此外，所述化合物可选自：重铬酸铵、硝酸铵、亚硝酸铵、迭氮化钡、硝酸钠或其组合。此外，所述化合物可以粉末形式，分散在液体中的粉末的形式或溶解在液体中的粉末的形式存在。所述可膨胀的套筒的一个或两个端部可借助连接部件与所述管状部件连接。可在所述连接部件或所述可膨胀的套筒的端部与所述管状部件之间设置密封元件。上述井下传感器系统还可包括用于隔离出多个生产区域的多个第一和第二环状屏障。并且，所述入流阀可对着所述生产区域布置在所述第一和第二环状屏障之间。进一步地，所述传感器单元可布置成与环状屏障连接。此外，所述传感器单元和/或井下工具可包括温度传感器。此外，所述井下工具可包括换能器。此外，所述井下工具可包括地面读出模块。此外，所述井下工具可包括适于远程激活所述传感器单元的激活机构。并且，所述井下工具可包括驱动单元，如井下牵引器。所述传感器单元的所述供电装置可以是可再充电的。进一步地，所述井下工具可包括适于取代井管结构上的传感器单元的供电装置的第二供电装置。此外，所述井下工具可包括用于取代井管结构上的所述传感器单元的第二传感器单元。此外，所述井下工具可包括操作工具，该操作工具为钻头，该钻头用于在井管结构中钻设钻孔，从而该第二传感器单元可被插入到该井管结构中的钻孔中。上述系统还可包括多个传感器单元。并且，所述传感器单元可包括适于测量至少一种流体特性的另外的传感器，所述流体特性例如是电容、电阻率、流量、水含量或温度。所述另外的传感器可以是流量传感器、电容传感器、电阻率传感器、声传感器或温度传感器。此外，上述井下传感器系统可包括第一环状屏障、第二环状屏障和第三环状屏障，每个环状屏障包括：-适于安装为井管结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量井(2)中井下流体的压力的井下传感器系统(100)，包括：‑具有内侧(30)并布置在具有壁部(5)的井孔(4)中的井管结构(3)和在该井管结构与该井孔的壁部之间限定出的环空(6)；‑具有压力单元传感器(8)并布置成与井管结构连接的传感器单元(7)，该压力单元传感器适于测量井管结构的内侧中的和/或环空中的流体的压力，所述传感器单元还包括供电装置(9)和通信模块(10)；以及‑井下工具(11)，该井下工具包括供电装置(12)和用于与所述传感器单元通信的通信模块(14)，其中，所述井下工具还包括压力工具传感器(15)，该压力工具传感器适于基本上对着所述压力单元传感器测量所述井管结构的内侧的流体的压力，用于与由所述压力单元传感器测量的压力进行比较。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.30 EP 14174990.31.一种用于测量井(2)中井下流体的压力的井下传感器系统(100)，包括：-具有内侧(30)并布置在具有壁部(5)的井孔(4)中的井管结构(3)和在该井管结构与该井孔的壁部之间限定出的环空(6)；-具有压力单元传感器(8)并布置成与井管结构连接的传感器单元(7)，该压力单元传感器适于测量井管结构的内侧中的和/或环空中的流体的压力，所述传感器单元还包括供电装置(9)和通信模块(10)；以及-井下工具(11)，该井下工具包括供电装置(12)和用于与所述传感器单元通信的通信模块(14)，其中，所述井下工具还包括压力工具传感器(15)，该压力工具传感器适于基本上对着所述压力单元传感器测量所述井管结构的内侧的流体的压力，用于与由所述压力单元传感器测量的压力进行比较。2.根据权利要求1所述的井下传感器系统，其中，所述传感器单元的压力单元传感器适于测量所述井管结构的内侧的流体的压力，并且所述压力工具传感器对着所述压力单元传感器测量所述井管结构的内侧的流体的压力，从而通过将所述压力单元传感器的测量压力与所述压力工具传感器的测量压力进行比较来校准所述压力单元传感器的压力测量结果。3.根据权利要求1所述的井下传感器系统，其中，所述传感器单元包括适于测量所述环空中的流体的压力的第二压力单元传感器(16)。4.根据前述权利要求中任一项所述的井下传感器系统，其中，所述井下工具包括存储模块(17)。5.根据前述权利要求中任一项所述的井下传感器系统，还包括布置在所述井管结构上的入流阀(18)。6.根据权利要求5所述的井下传感器系统，其中，所述入流阀是打开的，所述传感器单元的所述压力单元传感器适于测量所述环空中的流体的压力，并且所述压力工具传感器在所述环空与所述井管结构的内侧之间已提供压力平衡之后对着压力单元传感器测量所述井管结构的内侧的流体的压力，从而通过将所述压力单元传感器的测量压力与所述压力工具传感器的测量压力进行比较以校准所述压力单元传感器的压力测量结果。7.根据前述权利要求中任一项所述的井下传感器系统，其中，所述系统还包括第一环状屏障(41)和第二环状屏障(42)，每个环状屏障包括：-适于安装为所述井管结构的一部分的管状部件(43)，所述管状部件具有外表面(44)；-可膨胀的金属套筒(45)，该可膨胀的金属套筒围绕该管状部件并具有面向所述管状部件的套筒内表面(46)和面向所述井孔的壁部的套筒外表面(47)，所述可膨胀的金属套筒的每个端部(48)均与所述管状部件连接；以及-在所述可膨胀的金属套筒的套筒内表面与所述管状部件之间的环形空间(49)；-所述第一环状屏障和所述第二环状屏障适于在膨胀时隔离出生产区域(101)；以及所述入流阀对着所述生产区域布置并具有打开位置和关闭位置以控制流体从所述生产区域向所述井管结构中的流入。8.根据权利要求1所述的井下传感器系统，其中，该系统包括第一环状屏障(41)、第二环状屏障(42)和第三环状屏障(73)，每个环状屏障包括：-适于安装为所述井管结构的一部分的管状部件，所述管状部件具有外表面；-可膨胀的金属套筒，该可膨胀的金属套筒围绕该管状部件并具有面向所述管状部件的套筒内表面和面向所述井孔的壁部的套筒外表面，所述可膨胀的金属套筒的每个端部均与所述管状部件连接；以及-在所述可膨胀的金属套筒的套筒内表面与所述管状部件之间的环形空间；所述第一环状屏障适于在膨胀时在第一环空(75)与第二环空(76)之间提供区域隔离，第一入流阀(18、18A)具有打开位置和关闭位置并且对着所述第二环空布置在所述井管结构上，并且为第一传感器单元(7、7A)的所述传感器单元布置在所述第一入流阀处，所述第二环状屏障适于在膨胀时在所述第二环空与第三环空(77)之间提供区域隔离，具有打开位置和关闭位置的第二入流阀(18、18B)对着所述第三环空布置在所述井管结构上，并且第二传感器单元布置在第二入流阀处，所述第三环状屏障适于在膨胀时在第三环空与第四环空(78)之间提供区域隔离，以及其中，所述井下工具适于对着所述第一传感器单元布置以用于与所述第一传感器单元通信和用于基本上对着所述第一传感器单元测量所述井管结构的内侧的流体的压力，并且随后适于对着所述第二传感器单元布置以用于与所述第二传感器单元通信和用于基本上对着所述第二传感器单元测量所述井管结构的内侧的流体的压力，从而能将所述传感器单元和所述第二传感器单元的压力与由所述压力工具传感器测得的压力进行比较。9.根据前述权利要求中任一项所述的井下传感器系统，其中，所述通信模块适于将从所述传感器单元和/或从所述压力工具传感器接收的数据传输...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·黑泽尔，
申请(专利权)人：韦尔泰克有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK