庆城页岩油泵入式光纤监测技术实践

庆城油田页岩油水平井主体采用分段多簇细分切割体积压裂技术,但目前仍存在多簇起裂效率不清晰的问题。为了评价多簇起裂有效性及裂缝延伸规律,开展了水平井泵入式光纤测试技术先导性试验,该技术具有工艺灵活、便捷高效及成本低的独特优势。测试结果表明,水平井分段多簇细分切割体积压裂通过射孔限流+颗粒暂堵方式,能够实现100%多簇完全起裂,但各簇进砂(液)量差异明显,各簇裂缝延伸不均衡。该项研究初步回答了多簇起裂有效性问题,并验证了水平井套管内泵入式光纤监测技术的可行性,丰富了水平井体积压裂效果评估测试手段,同时为鄂尔多斯盆地页岩油水平井压裂工艺及参数优化提供了重要依据。

分布式光纤监测技术在水平井分段压裂中的应用

水平井分段压裂过程中,涉及大量繁杂的数据监测与处理工作,同时,压裂过程的不确定性给实时监测带来了更大的难度。传统的井下监测方式存在监测精确度低、受电磁干扰、成本高昂等问题,分布式光纤传感技术的产生,为这些亟待解决的难题提供了新的解决思路。分布式光纤传感技术以其成本低、耐高温、性质稳定、不受电磁干扰等优势,逐渐在油田得到应用。对水平井分段压裂的应用现状进行研究,分析了分布式光纤传感技术原理,总结了分布式光纤的井下安装方式,归纳了分布式光纤传感技术在水平井分段压裂中的应用现状,最后提出了分布式光纤监测技术的发展建议。研究认为:目前,分布式光纤传感技术已受到广泛关注,将成为井下监测的重要工具;分布式光纤传感在水平井分段压裂中的应用主要有压裂液注入分布诊断、人工裂缝起裂及延伸诊断、封隔器泄漏监测和DTS/DAS数据定量解释;对未来温度和声学监测数据的解释方法将向定量解释的应用方向发展。

基于光纤监测的段内多簇暂堵方案优化

为了实现段内簇间均匀改造,需要对优势进液簇进行暂堵。目前主要根据室内暂堵试验制定暂堵方案,但室内暂堵试验条件与实际压裂工况有一定差距,导致暂堵效果不理想。为给段内多簇压裂暂堵方案优化提供依据,优选新疆油田一口水平井(A井),针对5个压裂段设计了12套暂堵方案,利用管外光纤监测技术监测段内各射孔簇在暂堵前后进液量的变化,据此判断暂堵效果。A井实施12套暂堵方案后,未监测到簇间转向分流现象,说明暂堵无效。分析导致暂堵无效的原因为:暂堵球直径与孔眼直径不匹配;孔眼朝向具有随机性,高边孔眼难以封堵;为避免射孔刺断光纤,选用了圆形通孔的破裂盘,但对暂堵球封堵孔眼不利。为此,提出了暂堵方案改进措施:采用直径与孔眼直径相同的暂堵球封堵孔眼,并添加纤维和小粒径暂堵剂或采用绳结暂堵剂;进行定向射孔,射低边孔;采用锥形孔的破裂盘。

基于光纤监测钻孔灌注桩承载性能研究

为了研究湖州软土地区钻孔灌注桩侧摩阻力的发挥,采用光纤监测技术获取试桩在现场载荷试验中桩身轴力、桩侧摩阻力及桩顶沉降位移。通过对监测数据分析,结果表明:试验荷载下试桩为摩擦桩,摩擦桩的承载力提高主要由桩侧摩阻力决定,且随着桩顶荷载的增加各土层的侧摩阻力相应增加;上部的黏质粉土层侧摩阻力随着加载等级的增加相应增加并趋于极限,其他土层侧摩阻力也逐渐增加,其中桩承载力主要由中部粉质黏土层的侧摩阻力提供;在桩顶荷载较小的情况下,桩顶荷载由上部的土层侧摩阻力承担,轴力未传递到下部土层,下部土层对桩身侧摩阻力无发挥,桩端阻力为零。

预埋光纤监测法在变电站预应力管桩负摩阻力监测中的应用

旨在探究欠固结地区变电站负摩阻力分布规律,采用预埋光纤监测法对某变电站工程中管桩状态进行实时精准监测。结果显示:监测数据与理论结果相符,验证了该方法的有效性;同时,受施工干扰影响,部分桩基负摩阻力监测值偏大。研究为变电站软土区域桩基负摩阻力的计算与监测提供了参考,对类似工程中的桩基监测具有借鉴意义。

光纤监测系统入侵信号的检测和识别

为改善光纤监测系统监测信号特征复杂及入侵信号检测效率和识别精度低等问题,提出了一种改进的谱减法进行去噪处理,从而有效减少噪声干扰并获得具有高信噪比的监测信号;其次,由于光纤监测信号大部分为静默信号,因此对其进行端点检测从而有效提取入侵信号;最后,基于提取的入侵信号的时频域特征,提出了一种多特征融合深度学习识别模型,从而准确识别入侵类型.

海岛环境条件下超长灌注桩温度光纤监测研究

为了弥补传统监测手段的不足,更好地掌握海岛环境条件下超长灌注桩温度分布规律,采用了布里渊光时域反射(BOTDR)技术,在海岛环境条件下将光纤温度传感器安装在灌注桩上,对气温变化下116 m长的灌注桩进行了长期温度监测试验。监测结果表明:本次用于超长灌注桩桩体温度测量的光纤传感器均存活,说明传感器布设工艺的合理性,同时从测试结果来看,光纤温度传感器基本上没有受到外力的干扰;采用DB5小波对光纤测试数据进行降噪;从桩体温度变化曲线来看,海岛环境条件下的超长灌注桩桩体温度变化非常复杂,桩头位置温度变化量最大,随着深度增加,温度变化量逐渐减小,至18 m深度处温度基本不发生变化;桩体温度场的变化存在时间效应。

海上水平井蒸汽驱长效光纤监测技术研究与应用

海上稠油热采工艺已逐渐由单一的吞吐热采向注采一体化、蒸汽驱工艺发展,通过有效的监测手段获取井筒沿程及水平段的温度数据,对于海上蒸汽驱注汽井尤为重要。分布式光纤监测技术是近几年来发展起来的一项井下测试新技术,与传统测试技术相比,具有实时、稳定、长效等特点,具有无可比拟的技术优势。但海上热采井多为水平井且工艺管柱复杂,应用工况恶劣,安全要求高,监测难度大。结合海上热采井特点和蒸汽驱监测工艺,开展了水平井蒸汽驱光纤监测技术研究,并研制了关键配套工具,形成了一套水平井管内外穿越转换光纤监测工艺。该项测监工艺不仅能监测油管环空温度,了解注汽管柱隔热效果,而且能监测水平段的温度,了解水平段吸汽情况。现场应用结果表明,该监测技术具有耐高温、耐高压、实时、长效的特点,能为海上稠油蒸汽驱以及规模化热采开发提供科学依据,具有较好的应用前景。

基于光纤监测的段内多簇压裂效果主控因素研究

水平井分段多簇压裂是非常规油气效益开发的必备技术之一,明确段内多簇裂缝起裂规律与流体分流主控因素对优化分段分簇方案至关重要。本文针对一口典型分段多簇压裂水平井,首先获取各射孔簇处测井原始数据和测井解释数据,接着基于分布式光纤监测技术,反演段内段内各裂缝起裂顺序、进液比例和产液比例等数据,将测井数据与光纤监测数据进行对比分析,确定影响段内多簇压裂效果的主控因素。结果表明:低水平最小主应力、高脆性指数的射孔簇优先开启;影响前置液比例的测试数据中最关键4个因素分别是:气测数据>中子数据>伽玛数据>声波数据;影响携砂液比例的测试数据中最关键4个因素分别是:气测数据>中子数据>伽玛数据>声波数据;影响产液比例的关键因素是总液分配比和φ×S_(o)。本文研究成果对制定水平井分段分簇压裂方案具有一定的指导意义。

分布式光纤监测技术在注水井窜漏监测中的应用

井筒完整性是油田安全高效生产的重要保障,注水井管柱窜漏不仅会影响油井的正常生产,还会降低油田开发速度,减少油田采收率。通过管柱窜漏监测可以发现窜漏位置及类型,及时治理,减少损失。分布式光纤监测技术能够实时连续监测井下温度/声波剖面,将该技术应用于注水井管柱窜漏监测,可提高测试效率和监测成功率。介绍了基于分布式光纤监测技术的管柱窜漏监测测量原理,并以注水井窜漏为例,分析了油管窜漏、套管窜漏和井底窜槽不同情况下仪器的数据响应特性。实际应用表明,应用分布式光纤监测技术能够实时监测注水井管柱窜漏位置,确定套管窜漏、油管窜漏、井底窜漏情况,为制定管柱窜漏监测治理方案提供技术支持。

《地面沉降和地裂缝光纤监测规程》行业标准正式发布

近日,由中国地质调查局南京地质调查中心和南京大学牵头起草的《地面沉降和地裂缝光纤监测规程》(DZ/T 0446-2023)已通过全国自然资源与国土空间规划标准化技术委员会的审查,自然资源部正式公告批准发布,自2024年1月1日起实施。《地面沉降和地裂缝光纤监测规程》(DZ/T 0446-2023)详细规定了地面沉降和地裂缝光纤监测的内容、方法、设备、传感光缆和传感器的选择、布设、测试、数据处理以及成果编制和提交的技术要求。

高边坡变形光纤监测应用现状及发展趋势分析

通过回顾边坡变形与光纤监测技术的结合过程,以及现有光纤监测技术在岩土工程中的应用、分类以及优缺点,突出光纤监测技术在边坡监测领域中的先进性和重要性。通过案例分析法、比较分析法和文献分析法系统阐述了现有光纤监测技术存在的问题。通过在环境、边坡稳定性和岩体变形方面进行分析,结合物联网与大数据,对光纤监测技术未来的发展方向进行合理的分析和展望。结果表明,光纤传感技术能够满足在不同条件下对边坡全寿命周期监测的基本要求,与现有的传统技术相比,光纤监测技术的灵敏度高、监测范围大以及连续性强,具有较好的应用前景。

智能光纤监测技术在电力光通信中的应用

电力通信作为满足人们日常需求的通信手段之一,现阶段我国主要用电企业普遍采用电力通信网作为数据采集和传输的载体。电力通信作为最基础的通信手段,其首要目标是实现其商品化运作稳定进行以及推动管理水平的提高,因此,电力通信起到了基础性和保障作用。随着电力通讯技术的不断发展,安全、实时性成为电力通信领域的一个重要课题,而基于智能光纤技术的低功耗、高速率的传输,将为电力光通信的进一步发展提供了新的途径。本文首先通过对智能光纤检测技术的基本应用原理进行阐释,在对其应用可行性进行分析,重点引出其在电力光通信中的应用研究,希望可以为此领域相关研究人员提供一定理论参考。

巷道断面空间岩层变形与破坏演化特征光纤监测研究

煤层开采过程中巷道围岩会发生变形、移动与破坏,其动态变化特征对巷道设计、支护等技术参数的选择具有重要的参考意义。论文结合淮南矿区某工作面回采进程,在煤巷中布设测试断面,通过钻孔布置分布式光纤传感器,对煤岩层变形与破坏过程中产生的应变参数进行实测与分析,讨论断面空间岩层变形发育规律及其采动影响特征。井下2个监测钻孔的16组监测数据分析结果表明:工作面回采过程中,底板岩层受采动影响发生变形产生位移特征明显,且受岩层界面控制,变形位置多自层面开始逐渐发育,探查区底板岩层破坏的最大深度达14.1 m,与电阻率CT结果基本一致,且超前应力显现明显,整体监测效果良好。认为分布式光纤测试技术可精确分辨采动作用下岩层的变形演化过程,有利于研究不同条件下岩层受力后发生变形及破裂的规律。

地面沉降钻孔全断面分布式光纤监测技术

本文介绍了一种钻孔全断面分布式光纤监测技术,可以获得地面沉降过程中多场多参量数据,实现钻孔全断面的精细化监测。阐述了钻孔全断面分布式光纤监测技术的概念,并重点介绍了该技术涉及的传感光缆和传感器选择、钻孔回填材料、光缆-土的耦合性评价和光缆及传感器植入方法等关键技术。在此基础上,构建了钻孔全断面光纤监测系统。最后,结合苏州盛泽地面沉降光纤监测案例,介绍了钻孔全断面光纤监测过程和技术特点。

基于光纤监测的边坡应变场可视化系统研究

近年来分布式光纤传感技术已成为土工测试领域的一股新生力量,在岩土体尤其是边坡的变形监测中发挥了日益重要的作用。基于该技术构建的边坡智能监测系统能捕捉坡表和坡体内部应变场的时空分布特征。由于光纤监测可获取海量数据,如何对其进行高效的提取、处理和挖掘是该技术应用中的瓶颈。基于MATLAB开发的边坡应变场可视化系统通过用户界面实现了对海量光纤监测数据的识别、去噪、预测分析和可视化展示,并具有边坡稳定状态诊断及预警的功能。在一组室内边坡模型试验中,采用该系统成功实现了边坡应变场监测数据的可视化,并对边坡稳定性相关的预警阈值进行了回归分析,体现了其处理数据方便、快捷、高效、直观等特点。该系统未来将在现场边坡的监测和滑坡预警预报中发挥重要的作用。

聚乙烯管道变形分布式光纤监测试验研究

聚乙烯材料的管道易于变形,因此对其在安装和运营过程中的变形监测是一项十分重要的工作。布里渊光时域反射计(BOTDR)是一项新型的分布式光电传感应变监测技术,已被广泛应用于结构物的变形监测中。本文基于该项技术,设计了一套聚乙烯管道变形分布式光纤监测试验方案,对聚乙烯管道纯弯曲变形进行了试验研究,获取了管道表面光纤沿线的应变分布,据此分析了管道的变形方位,并推算出纯弯曲状态下的管道转角,验证了该技术在聚乙烯管道分布式监测中应用的可行性,为地下管道的一站式在线监测提供了一种新的技术方法。

油井高温光纤监测新技术及应用

稠油开发中后期,转换开发方式已经成为必然,其中,蒸汽驱、SAGD开采技术是目前最有效的两种方式,但开发效果评价及动态调整对动态监测提出了相当高的要求,要求在时间和空间上对蒸汽腔的发育进行连续监测。传统的监测手段只能解决一个时间点的剖面测量,即使采用热电偶束等成本比较昂贵的方法,由于测点较少也无法满足这一要求,而光纤传感系统有效地解决了这一难题,其技术在高温上的成熟及在稠油监测工艺上的配套使之成为蒸汽驱、SAGD最有效的永久式监测手段之一。文章介绍的光纤温度、压力监测新技术能够实现井下温度的分布式测量及压力的分层测试,对于了解油井纵向上动用程度、判断平面上蒸汽前缘、热连通以及分析蒸汽腔的形成过程都具有重要意义。

百色RCC坝温度场仿真与分布式光纤监测

结合广西百色碾压砼重力坝5号、6A号坝段施工过程,以分布式光纤温度测量系统为手段,形成了两个坝段砼结构三维温度场,不仅提高了施工质量,同时对今后大坝的安全运行十分有利.将实测的砼结构三维温度场的成果,与计算机仿真成果进行了比较分析,发现基本规律一致,实测的结果全面、客观地反映了施工的全过程,且量值小于计算机仿真值.

遥感航天器在轨结构微变形光纤监测技术发展综述

对地、对天观测航天器在深空和极地探测、军事侦查、国土资源测绘、地质与农业灾害监测、海洋观测、气象观测和环境监测等系关国民经济社会发展的重要领域都发挥着关键作用。遥感航天器在轨结构受空间极端温度变化、重力、碎片冲击和疲劳等因素作用会产生微变形,在轨微变形监测对保障遥感航天器功能指标实现和系统可靠性及寿命有重要作用。光纤监测技术被视为最具潜力的遥感航天器在轨监测技术之一,经过近30年来的研究发展,正在从实验室研究向工程应用演进,但是目前存在若干问题限制了该技术的应用发展,亟待探讨解决方法。为此,梳理了遥感航天器结构微变形监测的主要技术,分析了光纤监测的主要技术类型、技术优缺点、微变形场重建算法、在轨适用性和典型应用案例,指出了需要研究解决的关键问题和未来发展方向。