铠装加热复合光缆及利用其的油气层模拟测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种铠装加热复合光缆及利用其的油气层模拟测试装置及方法，从内到外依次包括：第一光传输单元、内层金属管、第二光传输单元、外层金属管；第一光传输单元插装于内层金属管内且沿内层金属管的长度方向延伸，第一光传输单元包括第一光纤及用于发热的电线电缆；第二光传输单元包覆于内层金属管的外壁且沿内层金属管的长度方向延伸，第二光传输单元包括第二光纤与金属丝，实现“气

【技术实现步骤摘要】
铠装加热复合光缆及利用其的油气层模拟测试装置及方法


[0001]本专利技术涉及盐穴储气库造腔
，尤其涉及一种铠装加热复合光缆及利用其的油气层模拟测试装置及方法。

技术介绍

[0002]我国盐穴储气库建设已经进入快速发展阶段，作为保障造腔安全平稳运行的关键因素之一，气
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油
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水交界面监测越来越受到重视。在盐穴储气库造腔过程中，溶腔作业利用盐岩不溶于柴油的特点，使用柴油作为阻溶剂控制水与盐岩的接触面，保护上部盐岩层，达到按照设计要求造腔的目的。如果界面未得到有效控制，一方面会损失造腔体积，影响造腔形状，进而影响后期运行的稳定性；另一方面如果造腔末期，腔顶发生溶蚀，会影响整个腔体的密封性。所以实现气
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油
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水交界面的精确测量显得尤为重要。
[0003]金坛盐穴储气库为单井三管溶腔井身结构，采用有阻溶剂对流溶腔工艺，即在生产套管内下入两个悬挂在井口处的溶腔管柱串(溶腔内管、溶腔外管)，在溶腔内管和内外管环空建立循环进行采卤溶腔，在溶腔外管与生产套管环空注入柴油来控制腔体上溶。在盐穴储气库溶腔建库的过程中，在井筒7inch(177.8mm)套管外与9.6inch 244.5mm套管之间进行气
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油
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水交界面的测试。卤水通过4.5inch(114.3mm)中心套管排卤，而柴油则通过7inch套管外注入。因此，盐穴储气库井筒结构及其测试方法严重影响了气
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油
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水交界面位置的检测分布情况。
[0004]由于气
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油
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水交界面位置的控制是溶腔腔体形态控制和制约储气库库容及稳定性的关键，因此气
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油
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水交界面的实时监测与控制方法是盐穴造腔过程中离不开的一门重要技术。常用的气
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油
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水交界面控制方法有地面观察法、压力表监测法、井下电阻式传感器测量方法以及中子测井法等。其中，地面观察法判断方法简单、直接成本低，但只适用于正循环造腔；压力表监测法测量结果不准确；中子测井法测量准确，但成本高；井下电阻式传感器测量稳定性差且测量范围有限。这些方法均无法实现大规模反循环造腔过程中的气
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油
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水交界面测试。
[0005]因此，需针对盐穴储气库造腔井气
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油
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水交界面测试精度低、速度慢等实际工程应用情况和普遍油气地层界面检测所存在的技术难题提供一种技术方案。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本申请提供一种铠装加热复合光缆及利用其的油气层模拟测试装置及方法，实现“气
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油
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水”等多个界面位置的快速检测分析，精度高、速度快、稳定性高。
[0007]为达到上述技术目的，本申请采用以下技术方案：
[0008]第一方面，本申请提供一种铠装加热复合光缆，从内到外依次包括：第一光传输单元、内层金属管、第二光传输单元、外层金属管；第一光传输单元插装于内层金属管内且沿内层金属管的长度方向延伸，第一光传输单元包括第一光纤及用于发热的电线电缆；第二光传输单元包覆于内层金属管的外壁且沿内层金属管的长度方向延伸，第二光传输单元包
括第二光纤与金属丝。
[0009]优选的，第二光传输单元沿内层金属管的中心轴缠绕绞合于内层金属管的外壁，所述第二光传输单元沿所述内层金属管的中心轴螺旋缠绕绞合于所述内层金属管的外壁，所述第一光纤为布设在内层金属管内的拉直光纤，所述第二光纤为螺旋状旋转缠绕于所述内层金属管外壁的多根光纤。
[0010]优选的，所述电线电缆由不同电阻丝的电线电缆进行绝缘接续而成或分段定制不同电阻率的电线绝缘焊接而成。
[0011]第二方面，本申请提供一种铠装加热复合光缆在测试造腔井气
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油
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水多交界面位置中的应用。
[0012]第三方面，本申请提供一种铠装加热复合光缆的油气层模拟测试装置，包括加热电源、DTS主机、铠装加热复合光缆以及模拟井身，模拟井身从上到下依次设有氮气层、柴油层、卤水层、碎石黏土层，加热电源与DTS主机通过铠装加热复合光缆电连接，铠装加热复合光缆贯穿于模拟井身。
[0013]优选的，模拟井身为两端封闭的柱体，柱体包括用以贯穿铠装加热复合光缆的通孔，柱体表面带有刻度。
[0014]优选的，柱体的侧部包括用以形成氮气层的注气排气阀门A、用以形成柴油层的注油排油阀门B、用以形成卤水层的注水排水阀门C。
[0015]优选的，注水排水阀门C的下方还包括注气排气阀门D。
[0016]第四方面，本申请提供一种利用油气层模拟测试装置的气
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油
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水多界面位置的检测定位方法，包括以下步骤：
[0017]S1.电连通DTS主机、铠装加热复合光缆与加热电源，并利用加热电源对铠装加热复合光缆进行加热，记录电流电压数值及通电加热时间；
[0018]S2.采集DTS主机采集到的对应的斯托克斯数据和反斯托克斯数据；
[0019]S3.将步骤S2采集的数据通过内置算法计算得出铠装加热复合光缆沿线的温敏特性曲线及其温差变化曲线，自动识别曲线凸点和畸形点，以得到卤水层、柴油层、氮气层两两之间的测试交界面高度T，即得到气
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油
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水多界面位置定位。
[0020]优选的，还包括验证测试交界面高度T的准确性，具体的：
[0021]在步骤S1之前还包括步骤L1.记录油气层模拟测试装置的卤水层、柴油层、氮气层两两之间的实际交界面高度h；
[0022]在步骤S3之后还包括如下步骤：
[0023]L2.调整卤水层、柴油层、氮气层两两之间的调整交界面高度为m，并计算调整高度差H1＝m
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h；
[0024]L3.利用加热电源对铠装加热复合光缆进行再次加热，记录电流电压数值及通电加热时间，并采集DTS主机采集到的对应的斯托克斯数据和反斯托克斯数据；
[0025]L4.将步骤L3采集的数据通过内置算法计算得出铠装加热复合光缆沿线的温敏特性曲线及其温差变化曲线，自动识别曲线凸点和畸形点，以得到卤水层、柴油层、氮气层两两之间的测试交界面高度K，并计算测试交界面高度差H2＝K
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T；
[0026]L5.计算H2与H1的差值以验证测试交界面高度的准确性；
[0027]L6.若H2与H1的差值小于等于0.5，则保留测试交界面高度T的数据，则数据有效，即
得到气
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油
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水多界面位置定位。
[0028]本申请的有益效果如下：本方案可利用主动加热铠装加热复合光缆进而引起气
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油
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水等多个界面处的温度快速变化；最后采用DTS主机进行分析本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铠装加热复合光缆，其特征在于，从内到外依次包括：第一光传输单元(1)、内层金属管(2)、第二光传输单元(3)、外层金属管(4)；所述第一光传输单元(1)插装于所述内层金属管(2)内且沿所述内层金属管(2)的长度方向延伸，所述第一光传输单元(1)包括第一光纤(11)及用于发热的电线电缆(10)；所述第二光传输单元(3)包覆于所述内层金属管(2)的外壁且沿内层金属管(2)的长度方向延伸，所述第二光传输单元(3)包括第二光纤(12)与金属丝(13)。2.根据权利要求1所述的铠装加热复合光缆，其特征在于，所述第二光传输单元(3)沿所述内层金属管(2)的中心轴螺旋缠绕绞合于所述内层金属管(2)的外壁，所述第一光纤(11)为布设在内层金属管(2)内的拉直光纤，所述第二光纤为螺旋状旋转缠绕于所述内层金属管(2)外壁的多根光纤(12)。3.根据权利要求1所述的铠装加热复合光缆，其特征在于，所述电线电缆(10)由不同电阻丝的电线电缆(10)进行绝缘接续而成或分段定制不同电阻率的电线绝缘焊接而成。4.一种如权利要求1
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3任一项所述的铠装加热复合光缆在测试造腔井气
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油
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水多交界面位置中的应用。5.一种利用如权利要求1
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3任一项所述的铠装加热复合光缆的油气层模拟测试装置，其特征在于，包括加热电源(5)、DTS主机(6)、铠装加热复合光缆(7)以及模拟井身(8)，所述模拟井身(8)从上到下依次设有氮气层(81)、柴油层(82)、卤水层(83)、碎石黏土层(84)，所述加热电源(5)与DTS主机(6)通过所述铠装加热复合光缆(7)电连接，所述铠装加热复合光缆(7)贯穿于所述模拟井身(8)。6.根据权利要求5所述的油气层模拟测试装置，其特征在于，所述模拟井身(8)为两端封闭的柱体，所述柱体包括用以贯穿所述铠装加热复合光缆(7)的通孔，所述柱体表面带有刻度。7.根据权利要求6所述的油气层模拟测试装置，其特征在于，所述柱体的侧部包括用以形成氮气层(81)的注气排气阀门A(85)、用以形成柴油层(82)的注油排油阀门B(86)、用以形成卤水层(83)的注水排水阀门C(87)。8.根据权利要求6所述的油气层模拟测试装置，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹先坚，王同涛，杨春和，陈锋，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：发明
国别省市：