基于光纖傳感的二氧化碳驅井下相態(tài)分布研究.pdf

1、隨著油田開采進入中后期,原油的采收率越來越低,注二氧化碳驅油不僅能大幅度提高油氣田的采收率,還能解決二氧化碳的封存問題。對于注二氧化碳驅油項目,為了提高驅油效率、為井口二氧化碳注入參數(shù)設置提供理論依據,就需要對二氧化碳驅井下二氧化碳超臨界相態(tài)分布進行研究和分析。因此要建立二氧化碳驅井下相態(tài)分布數(shù)值模型,為了驗證數(shù)值模型的準確性,就必須對注二氧化碳過程井筒內的相態(tài)分布進行全分布式的監(jiān)測,其中溫度與壓力參數(shù)的監(jiān)測尤為重要。但是常規(guī)的井下溫度

2、壓力監(jiān)測手段,無法在注二氧化碳過程中,對井筒內二氧化碳流體溫度和壓力數(shù)據進行分布式實時在線監(jiān)測。
　　本文基于傳熱學理論,應用能量守恒定律,結合二氧化碳物性參數(shù)的數(shù)值計算方法,建立了注二氧化碳流體過程中井筒內溫度與壓力沿井筒分布的耦合數(shù)值模型;基于離散化的數(shù)值模型,編制了MATLAB迭代計算程序,設置合理的井口參數(shù)與注入參數(shù)就能得到注二氧化碳井筒中溫度與壓力的分布曲線,從而繪制出井下二氧化碳相態(tài)分布圖;為了方便用戶使用,編制了基于

3、MATLAB程序的圖形用戶界面。
　　為了驗證本文建立的二氧化碳驅井下相態(tài)分布數(shù)值模型的準確性,在分析光纖溫度壓力傳感器監(jiān)測原理的基礎上,確定采用拉曼光纖溫度傳感器與布里淵光纖壓力傳感器,分別來監(jiān)測井下的溫度和壓力數(shù)據;針對注二氧化碳井的復雜環(huán)境,以及光纖本身纖細易碎的缺點,對光纖傳感器進行了合理的封裝結構設計;應用傳熱學原理和彈性力學理論,對封裝后的光纖傳感器溫度與壓力多界面?zhèn)鬟f的靈敏度問題進行了分析與計算;對封裝后的光纖傳感器

4、進行了溫度和壓力的標定試驗,獲得了封裝后光纖傳感器的性能指標。
　　利用搭建的基于全分布式光纖傳感的二氧化碳驅相態(tài)監(jiān)測系統(tǒng),制定相應的井口布設方案,對試驗井注二氧化碳的溫度壓力進行監(jiān)測;對現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據進行了分析處理,并與經過MATALB程序迭代計算得到的理論數(shù)據進行比對,驗證了本文建立的二氧化碳驅井下相態(tài)分布數(shù)值模型的準確性;利用本文建立的二氧化碳驅井下相態(tài)分布數(shù)值模型分析井口注入參數(shù)與井下相態(tài)分布的關系,以此來提高注二氧化碳驅油