基于光纖傳感的二氧化碳驅(qū)井下相態(tài)分布研究.pdf

1、隨著油田開采進(jìn)入中后期,原油的采收率越來越低,注二氧化碳驅(qū)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(qū)油項目,為了提高驅(qū)油效率、為井口二氧化碳注入?yún)?shù)設(shè)置提供理論依據(jù),就需要對二氧化碳驅(qū)井下二氧化碳超臨界相態(tài)分布進(jìn)行研究和分析。因此要建立二氧化碳驅(qū)井下相態(tài)分布數(shù)值模型,為了驗證數(shù)值模型的準(zhǔn)確性,就必須對注二氧化碳過程井筒內(nèi)的相態(tài)分布進(jìn)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(nèi)二氧化碳流體溫度和壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式實時在線監(jiān)測。
　　本文基于傳熱學(xué)理論,應(yīng)用能量守恒定律,結(jié)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(nèi)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(shè)置合理的井口參數(shù)與注入?yún)?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(qū)井下相態(tài)分布數(shù)值模型的準(zhǔn)確性,在分析光纖溫度壓力傳感器監(jiān)測原理的基礎(chǔ)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(jù);針對注二氧化碳井的復(fù)雜環(huán)境,以及光纖本身纖細(xì)易碎的缺點,對光纖傳感器進(jìn)行了合理的封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計;應(yīng)用傳熱學(xué)原理和彈性力學(xué)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(jìn)行了分析與計算;對封裝后的光纖傳感器

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