過去，石油工業(yè)只能利用現(xiàn)有的技術(shù)開采油氣儲量，常常無法滿足快速投資回收和最大化油氣采收率的需求，并導(dǎo)致原油采收率平均只有35%左右。井下系統(tǒng)供應(yīng)商預(yù)測，通過利用智能井技術(shù)可以使原油采收率提高到50%~60%。在開發(fā)井中傳感器之前，收集井下信息的唯一方法是測井。測井方法雖然能提供有價(jià)值的數(shù)據(jù)，但作業(yè)成本高，并有可能對井產(chǎn)生損害。因此，需要更好的井下技術(shù)提高無干擾流動監(jiān)測和控制。

 

可以共同石油提高采收率的技術(shù)：

·電子井下傳感器，提供定點(diǎn)溫度和壓力監(jiān)測；

·流量和含水量傳感器；

·井下電-液壓操控流動控制系統(tǒng)；

·基于實(shí)時(shí)油藏動態(tài)數(shù)據(jù)；

·優(yōu)化油藏模擬；

·高溫光纖井下傳感器；

·電子與光纖井口濕式連接系統(tǒng)。

 

近年來，傳感器在朝著靈敏、精確、適應(yīng)性強(qiáng)、小巧和智能化的方向發(fā)展。在這一過程中，光纖傳感器這個(gè)傳感器家族的新成員倍受青睞。光纖具有很多優(yōu)異的性能，例如：抗電磁干擾和原子輻射的性能，徑細(xì)、質(zhì)軟、重量輕的機(jī)械性能；絕緣、無感應(yīng)的電氣性能；耐水、耐高溫、耐腐蝕的化學(xué)性能等，光纖傳感器應(yīng)用范圍：絕緣子污穢、磁、聲、壓力、溫度、加速度、陀螺、位移、液面、轉(zhuǎn)矩、光聲、電流和應(yīng)變等物理量的測量。

 

 

光纖傳感器在石油井下探測的作用圖

 

光纖傳感器工作原理

 

 

光纖傳感器的基本工作原理是將來自光源的光經(jīng)過光纖送入調(diào)制器，使待測參數(shù)與進(jìn)入調(diào)制區(qū)的光相互作用后，導(dǎo)致光的光學(xué)性質(zhì)（如光的強(qiáng)度、波長、頻率、相位、偏正態(tài)等）發(fā)生變化，稱為被調(diào)制的信號光，再經(jīng)過光纖送入光探測器，經(jīng)解調(diào)后，獲得被測參數(shù)。

 

光纖傳感器優(yōu)點(diǎn)：

 

一、靈敏度較高；
二、幾何形狀具有多方面的適應(yīng)性，可以制成任意形狀的光纖傳感器；
三、可以制造傳感各種不同物理信息（聲、磁、溫度、旋轉(zhuǎn)等）的器件；
四、可以用于高壓、電氣噪聲、高溫、腐蝕、或其它的惡劣環(huán)境；
五、而且具有與光纖遙測技術(shù)的內(nèi)在相容性。

 

光纖傳感器的分類

 

　　按光纖在光纖傳感器中的作用可分為傳感型和傳光型兩種類型。

 

1、傳感型光纖傳感器

 

傳感型光纖傳感器的光纖不僅起傳遞光作用，同時(shí)又是光電敏感元件。由于外界環(huán)境對光纖自身的影響，待測量的物理量通過光纖作用于傳感器上，使光波導(dǎo)的屬性(光強(qiáng)、相位、偏振態(tài)、波長等)被調(diào)制。傳感器型光纖傳感器又分為光強(qiáng)調(diào)制型、相位調(diào)制型、振態(tài)調(diào)制型和波長調(diào)制型等。
 

2、傳光型光纖傳感器

 

傳光型光纖傳感器是將經(jīng)過被測對象所調(diào)制的光信號輸入光纖后,通過在輸出端進(jìn)行光信號處理而進(jìn)行測量的，這類傳感器帶有另外的感光元件對待測物理量敏感，光纖僅作為傳光元件，必須附加能夠?qū)饫w所傳遞的光進(jìn)行調(diào)制的敏感元件才能組成傳感元件。光纖傳感器根據(jù)其測量范圍還可分為點(diǎn)式光纖傳感器、積分式光纖傳感器、分布式光纖傳感器三種。其中，分布式光纖傳感器被用來檢測大型結(jié)構(gòu)的應(yīng)變分布，可以快速無損測量結(jié)構(gòu)的位移、內(nèi)部或表面應(yīng)力等重要參數(shù)。

 

 

楚星自研光纖光柵型傳感器測井技術(shù)可以幫助技術(shù)人員在油氣勘探和開發(fā)中，實(shí)時(shí)跟蹤和監(jiān)測油氣井生產(chǎn)隨時(shí)間變化情況，獲得全生命周期的生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)出和注入剖面、井筒完整性檢測、油藏動態(tài)監(jiān)測、CCUS和壓裂效果評價(jià)，為后期增產(chǎn)措施方案的調(diào)整提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)依據(jù)，同時(shí)也是未來實(shí)現(xiàn)油氣田智能流場調(diào)控，實(shí)現(xiàn)技術(shù)產(chǎn)業(yè)升級的基礎(chǔ)。

 

在油田旳開發(fā)過程中,需要知道在產(chǎn)液或注水過程中有關(guān)井內(nèi)流體旳持性與狀態(tài)旳具體資料,而老式旳電子基傳感器無法在井下惡劣旳環(huán)境諸如高溫、高壓、腐蝕、地磁地電干擾下工作。楚星研發(fā)的光纖光柵型傳感器可以克服這些困難，其對電磁干擾不敏感并且能承受極端條件，涉及高溫、高壓(60兆帕以上)以及強(qiáng)烈旳沖擊與振動，可以高精度地測量井筒和井場環(huán)境參數(shù)同步。同時(shí)光纖光柵型傳感器橫截面積小，外形短，在井筒中占據(jù)空間很小。

 

楚星光纖光柵型傳感器以其獨(dú)特的優(yōu)勢，可以廣泛應(yīng)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(hù)。