Integrated sensor system for continuous monitoring based on fiber-optic technologies
Предпосылки
Рост доли трудноизвлекаемых запасов и удаленных нефтяных и газовых месторождений: В современном мире нефтегазовые компании сталкиваются с необходимостью разработки сложных и удаленных месторождений. Эти условия требуют передовых технологий для обеспечения эффективной эксплуатации.
Необходимость снижения себестоимости и увеличения коэффициента извлечения: Сложные условия добычи диктуют необходимость внедрения решений, позволяющих минимизировать издержки и максимизировать извлечение углеводородов.
Проблемы
Отсутствие полноты и корректности информации: При разработке месторождений часто возникает проблема нехватки точных данных для принятия обоснованных решений, что может негативно сказаться на эффективности геолого-технических мероприятий (ГТМ).
Периодические геофизические исследования: Хотя такие исследования позволяют получить важные данные, они не всегда могут эффективно выявить проблемы в горизонтальных скважинах. Кроме того, исследования горизонтальных скважин часто связаны с высокими затратами и сложностью выполнения.
Решение
Интегрированная сенсорная система представляет собой новый компонент концепции «интеллектуального месторождения». Технологии, используемые в этой системе, превращают волоконно-оптический кабель в распределенный сенсор, способный осуществлять постоянный акустический и температурный мониторинг по всей длине горизонтальных скважин. Эта система работает без «слепых зон» и предоставляет данные в режиме реального времени, что позволяет значительно повысить эффективность управления добычей.
Основные элементы системы:
Волоконно-оптический акустический и температурный сенсор: Обеспечивает одновременный сбор данных по температуре и акустике по всей длине скважины.
Точечный датчик давления: Собирает данные о давлении, что позволяет лучше понимать процессы в резервуаре и быстро реагировать на возникающие проблемы.
Мировой опыт и тренды
Международные нефтегазовые компании: Активно разрабатывают и внедряют стратегию технологии «интеллектуального месторождения», которая включает применение различных сенсорных технологий постоянного мониторинга. Такие технологии позволяют получать данные о температуре, шуме и давлении в режиме реального времени, что обеспечивает оперативное реагирование на различные ситуации.
Преимущества использования волоконно-оптических сенсоров: По оценкам Shell, применение таких сенсоров может увеличить общий объем добычи нефти на 10% и газа на 5%. Этот новый компонент технологий «Интеллектуального месторождения» уже используется крупнейшими мировыми компаниями, такими как Saudi Aramco и Schlumberger, для повышения эффективности добычи.
Обзор решений
Вертикальное сейсмическое профилирование
Периодические геофизические исследования скважин
Оценка профиля притока/приемистости
Контроль технического состояния скважины
Контроль закачки пара, тепловой камеры
Микросейсмический мониторинг при ГРП
Определение уровня жидкости в концентрическом лифте
Технические возможности применения систем постоянного мониторинга
Одновременное измерение нескольких параметров: Интегрированное решение позволяет измерять распределение температуры, акустических воздействий и давления с использованием точечных электрических манометров.
Полный комплекс услуг: Включает в себя всё, начиная от дизайна компоновки, моделирования СПО до интерпретации данных.
Программное обеспечение: Обеспечивает отображение данных в режиме реального времени с возможностью экспорта в форматы las и MS Excel.
Основные элементы волоконно-оптической системы постоянного мониторинга:
Сапфировые манометры (до 125°C):
Диапазон измерения: 50-1000 атм.
Точность: 0,024% от диапазона.
Разрешение: 0,0003% от диапазона.
Дрейф: < 0,024% от диапазона в год.
Частота опроса: 1 измерение/сек.
Кварцевые манометры (до 150°C):
Диапазон измерения: 680-1000 атм.
Точность: 0,020% от диапазона.
Разрешение: 0,00006% от диапазона.
Дрейф: < 0,02% от диапазона в год.
Частота опроса: 1 измерение/сек.
Кварцевые высокотемпературные манометры (до 165°C):
Диапазон измерения: 680-1360 атм.
Гибридный волоконно-оптический кабель:
Совмещает оптическую и электрическую линии в одной конструкции.
Поддерживает одновременные замеры с помощью DTS и DAS.
Облегчает спуско-подъемочные операции, снижая стоимость решения для клиента.
Разработан для спуска на НКТ и имеет широкий температурный диапазон, что позволяет использовать его при отрицательных температурах.
Применение для газовых скважин
Задачи:
Поддержание стабильного притока газа и дебита, особенно на поздних стадиях разработки месторождений.
Обнаружение выпадения жидкости на забое напротив интервалов перфорации.
Выявление процессов образования песчаной пробки на забое.
Преимущества постоянного мониторинга:
Позволяет своевременно обнаружить скопление жидкости из-за разницы в коэффициентах теплообмена газа и жидкости.
Определяет интервалы выноса песка и образования песчаных пробок, что способствует поддержанию стабильности добычи.
Помогает предотвратить гидратообразование, рассчитывая количество метанола для его предотвращения.