體的聲速與各單相流體的聲速和密度具有相關性，而這個相關性普遍存在于兩相氣/液和液/液混合流體系統(tǒng)中，同時也適用于多相混合流系統(tǒng)。根據(jù)混合流體的聲速確定各相流體的體積分數(shù)，就是測量流過流量計的各單相體積分數(shù)（即持率測量）。某一流體相持率是否等于該相流動體積分數(shù)，取決于該相相對于其它相是否存在嚴重的滑脫現(xiàn)象。對于不存在嚴重滑脫的油水兩相混合流系統(tǒng)，可以用均勻流動模型進行分析；對于存在嚴重滑脫現(xiàn)象的流動狀態(tài)，則必須應用更完善的滑脫模型來解釋流量計測量的數(shù)據(jù)，才能準確地確定各相的流量。經(jīng)流動循環(huán)實驗表明：對于油水混合流體，流量計的長波長聲速測量可以確定各相體積分數(shù)（即持率），而不受流動非均質(zhì)性（如層狀流動）的影響。
CiDRA公司挖掘了光纖傳感器內(nèi)在的優(yōu)勢，開發(fā)了井下光相多相流傳感器。目前的樣品只局限在測量準均勻流體：如油、水兩相或油、水、氣三相（氣相體積份數(shù)小于20%）。為了考察這種新型的光纖多相流傳感器在生產(chǎn)井中測量油/水/氣三相的性能，CiDRA最近在一口測試井進行了實驗。在測試井中混合了油、水和氣體，混合物包括粘度為32API的油、7%礦化度的水和礦廠天然氣（甲烷），測試溫度100oF造車網(wǎng)，壓力<2.75MPa。在0%~100%含水率范圍內(nèi)，儀器測量誤差小于±5%，精度滿足要求。該流量計能夠確定原油和鹽水混合物中的持水率，在持水率全量程中其誤差為±5%以內(nèi)，滿足生產(chǎn)要求。而且除了能夠測量持水率之外，該儀器還測試了三相中氣體的體積含量，只是測試中油水的比例已知。結(jié)果表明，該儀器能夠求出以泡沫流流出型出現(xiàn)的液體中的氣體體積百分數(shù)。
2、聲波測量
與過去相比，勘探開發(fā)公司如今面臨更大的風險和更復雜的鉆井環(huán)境，因此獲得準確的地層構(gòu)造圖和油藏機理具有重要意義。目前使用的地震測量方法，如拖曳等浮電纜檢波器組、臨時海底布放地震檢波器和井下電纜布放地震檢波器等，能提供目的產(chǎn)油區(qū)域的測量，但這些方法具有相對高的作業(yè)費用，不能下入井內(nèi)或受環(huán)境條件的限制等，而且提供的圖像不全面、不連續(xù)，分辨率不是很高，因此難于實現(xiàn)連續(xù)實時油藏動態(tài)監(jiān)測。
基于光纖的井下地震檢波器系統(tǒng)能夠解決這些問題，它能提供整個油井壽命期間永久高分辨率四維油藏圖像極大方便了油藏管理。這種井下地震加速度檢波器能接收地震波，并將其處理成地層和流體前緣圖像。
永久井下光纖3分量地震測量具有高的靈敏度和方向性，能產(chǎn)生高精度空間圖像，不僅能提供近井眼圖像，而且能提供井眼周圍地層圖像，在某些情況下測量范圍能達數(shù)千英尺。它在油井的整個壽命期間運行，能經(jīng)受惡劣的環(huán)境條件(溫度達175℃，壓力達100MPa)，且沒有可移動部件和井下電子器件，被封裝在直徑2.5cm的保護外殼中，能經(jīng)受強的沖擊和振動，可安裝到復雜的完井管柱及小的空間內(nèi)。此外，該系統(tǒng)還具有動態(tài)范圍大和信號頻帶寬的特點，其信號頻帶寬度為3Hz～800Hz，能記錄從極低到極高頻率的等效響應。
3、激光光纖核測井技術
激光技術和光纖技術可以用于研制井下傳感器，用于在充有原油和泥漿等非透明流體的井中進行測井。對于激光光纖核傳感器的研究在國外比較盛行，美國、德國、俄羅斯和比利時等國均有大量的有關研究論文。
激光光纖核傳感器是在光纖通信和光纖傳感器的基礎上產(chǎn)生的，它利用了光致?lián)p耗和光致發(fā)光等物理效應，比常規(guī)核探測器具有更多的優(yōu)越性，是典型的學科交叉。光纖核測井技術實際上就是在特定的環(huán)境下的核探測技術，其典型的優(yōu)點為：
(1) 可以針對不同的核探測的能級范圍，研制在該范圍的敏感探頭。
(2) 因為應用了光致發(fā)光效應，可使探頭位于千米的井下，而光電倍增管由傳輸光纜相連置于井上，遠離了惡劣的井下環(huán)境（高溫高壓），從而延長其的使用壽命。
(3) 光纖具有高速率、大容量傳輸能力，還能搭載其他井下儀器信號。
然而，激光光纖核探測器也有缺點，主要表現(xiàn)在耐高溫和承受高壓的保護涂層、傳輸光纜的機械強度以及耐輻射的傳輸光纜低衰減損耗。
三、結(jié)論與展望
從本文的分析可以看出，光纖傳感器以其獨特的優(yōu)勢，可以廣泛應用于石油天然氣井下的儲層參數(shù)監(jiān)測（包括溫度、壓力和多相流）、聲波檢測和激光光纖核測井之中，極大地豐富了石油和天然氣公司對儲層的了解，便于優(yōu)化油氣田開采和維護。值得一提的是，該系統(tǒng)能夠及時得到注采的注水壓力和溫度，從而判斷壓力是否超標，從而預防由于壓力超標導致的套管損壞，這是一個全新的領域，國內(nèi)外關于此方面尚未有報道和介紹。
到目前為止，全世界各大石油生產(chǎn)和服務公司都投入了巨資來研究和開發(fā)光纖傳感器在儲層評價中的應用工業(yè)自動化網(wǎng)，還有相當多的光纖傳感器研發(fā)機構(gòu)也致力于這一新興領域的工作�？梢栽O想，下一代光纖傳感器在克服自身的缺點和劣勢以后，將大面積推廣，能更有效地幫助實時了解油氣開采動態(tài)的水平。各大油田公司能夠充分利用這些有利的信息，實現(xiàn)和維持油田的最優(yōu)化生產(chǎn)，從而使油藏達到最高的采收率。同時，由于因特網(wǎng)的飛速發(fā)展，光纖監(jiān)測的井況參數(shù)可以及時傳遞，這使得石油行業(yè)相關的生產(chǎn)和服務公司能夠更有效地分析和評價全世界的資產(chǎn)。
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