永久式压力监测-讲义

2、数据回读仪结构
电缆头
接箍定位器
检测电路舱
无线通信天线
接箍定位功能 无线通信功能
数据传输功能 可配接温度压力计
数据回读仪技术指标
1、工作温度：
0～125℃
2、工作压力：
3、通信误码率：
0～60MPa
<10-5
≤22mm
4、仪器外径：
3、地面控制仪表
无 线 数 据 交 换 压 力 监 测 技 术
下压力变化，改善不定期压力测试所带来的资料不完整 性。而且全过程的压力实时监测资料及历史资料，是油 藏工作者制定增产措施，提高油气产量和最终采收率的
认
识
重要依据。因此，永久式压力监测必将成为井下压力动 态监测的发展趋势之一；
压力量程： 温度量程： 50MPa 125C
压力精度： 超压能力： 温度精度：
0.05%（满量程） 110%（满量程） ±0.2℃
测试工 艺方法
实时监测通道 温度压力值
实时监 测曲线
技术特点
单 芯 传 输 压 力 监 测 技 术
1、将遥传测井仪的井下信号传输方式引入该技术，
采用数字编码信号作为压力计与地面仪表通讯方式，不 同压力计分配不同的地址，这样普通单芯电缆可同时挂 接多支压力计，大大降低了应用成本，满足陆上低产量 井的井下永久式压力监测要求；
井 下 长 期 压 力 监 测 技 术
水 井 井 下 长 期 压 力 监 测 技 术
井下测量装臵技术指标
1、温度测量范围：
2、压力测量范围：
0～125℃
0～60MPa±0.2%F•S
3、连续工作时间：
4、外部最大直径：
>12个月
120mm
5、内部通道直径：
62mm
无 线 数 据 交 换 压 力 监 测 技 术
国 内 井 下 压 力 监 测 现 状
目前国内应用的压力测试技术主要有以下两类：
•不定期压力监测方法
•直读式测压技术
•存储式测压技术
•永久式井下压力监 测
直读式测压技术
不 定 期 压 力 监 测 方 法 采用电缆测试车将直读式生产测井仪下入油 井测试层段，通过地面供给井下仪器电源，井下 仪器将检测的压力值通过电缆传输到地面测井仪 表进行处理。
抽油机井下长期压力监测技术 自喷井井下长期压力监测技术
抽油机井施工工艺 井 下 长 期 压 油管 力 监 测 技 术 抽油泵
筛管
测量装臵的下井 测量装臵采集压力 环空下数据回读仪 电缆
数据回读仪定位
井下数据无线交换
数据回读仪 井下压力监测装臵
测量数据上传地面
起出数据回读仪
抽油机井下测量装臵结构
油 井 井 下 长 期 压 力 监 测 技 术
无 线 数 据 交 换 压 力 监 测 技 术
测试系统构成
计算机系统 地面控制仪ห้องสมุดไป่ตู้ 电缆
无线通信
井下 测 量 系统
无线数据交换 系统 数据存储系统
编码传输 系统 无线数据 交换系统
数 据 回 读 仪器
参数测量系统
深度定位 系统
无 线 数 据 交 换 压 力 监 测 技 术
由于油水井管柱结构的差异，对于井下 压力测量系统，分别设计了适用于抽油机 井、自喷井的井下压力监测装臵：
井下永久式压力监测技术
汇报人: 姚 强
江汉油田分公司采油院
目录
引言
国内井下压力监测现状
单芯传输压力监测技术
无线数据交换压力监测技术
几点认识
引
言
井下压力监测作为油藏动态监测 的主要内容之一，在落实断层和油 藏边界、确定储层连通状况、研究 剩余油分布规律、了解地层能量状 况、指导油水井增产和增注措施的 实施，提高油气产量和最终采收率， 具有很大的指导作用。
数字信号测井仪
；
遥传编码信号测井仪
。
不 定 期 压 力 监 测 方 法
存储式测压技术
采用钢丝绞车将存储式压力计下入油井测
试层段，压力计由自带电池供电，按内置软件
设定的采样程序和间隔对井下压力进行检测，
其测量数据存储在仪器存储器中，测试完后，
钢丝绞车将仪器取出，通过专用软件读取压力
计存储器中的数据，并进行相应的处理。
压力计电路元器件数量，提高电路的系统可靠性。
汇报目录
引言
国内井下压力监测现状
单芯传输压力监测技术
无线数据交换压力监测技术
几点认识
无 线 数 据 交 换 压 力 监 测 技 术
技术原理：
将无线数据通信技术，应用于井下永久式压力监 测装置中，在油水井正常生产状态下长期连续监测井下 生产状态，并能随时下入仪器获取测试数据，实现井下 生产全过程监测的目的。
系统构成 单 芯 传 输 压 力 监 测 技 术
计算机采集系统
地面接口箱
井口密封穿透装置
电缆保护 器
铠装电缆
电缆支撑 架
托筒
电缆头 压力计
井下压力计主要技术指标：
1 2 传感器类型 压力量程 硅-蓝宝石 0-50 MPa
3
4 5 6 7 8
压力精度
压力分辨率 压力漂移 温度量程 温度精度 温度分辨率
技术特点
3、 地面控制仪表与井下压力测量短节的双向通
讯技术，使井下压力测量短节能按油藏技术人员需要， 实现压力恢复测试、等间隔压力监测等测试目的。
4、 该技术成本较低，能够满足陆上油田动态监
测的低成本需求。
汇报目录
引
言
单芯传输压力监测技术
无线数据交换压力监测技术 几点认识
1． 采用永久式压力监测系统，能长期连续监测井
送到地面。
永 久 式 井 下 压 力 监 测 方 法
永久式井下压力监测方法解决了不定期压力
监测方法压力资料不完整的缺陷，能连续测试油 井正常生产状态下压力实时变化情况。 但我国用于长期监测井下压力的永久式压力 监测系统均是采用进口的设备，价格昂贵，单井 成本一般在80万元以上，对于大多数产量较低的 陆上油井，其应用受到极大的限制。
数据传输波特率：>54KBPS；
通讯信号方式：RS-232 或 USB。
无 线 数 据 交 换 压 力 监 测 技 术
计算机 控制软件
串口
地面控制
过电缆
技术优势：对井 下工作状态由单 向固定设置发展 无线 数据回读 井下压力 为双向可控。
下井仪器
通信
通信
仪表
通信
测量短节
实现计算机对井下压力测量短节的控制
主要功能： 1、控制无线通信功能
主要技术指标：
1、输出：DC 0～150V／300mA
2、通信误码率：<10-5 3、通讯方式：RS-232或 USB
2、电缆测试功能
3、仪表自检功能
无 线 数 据 交 换 压 力 监 测 技 术
地面控制仪技术指标
供电输出：DC 0～150V／300mA；
通信误码率：<10-7；
油管接头
温压传感器 检测电路舱
无线通信天线
电池舱
结构特点：
主要功能：
1、配接于筛管下部
2、不影响油井管柱正常生产 3、耐高温、高压且密封性良好
1、智能采集功能
2、存储备份功能 3、无线通信功能
油 井 井 下 长 期 压 力 监 测 技 术
井下测量装臵技术指标
1、温度测量范围： 2、压力测量范围： 3、连续工作时间： 4、外部最大直径： 0～125℃ 0～40MPa±0.2%F•S >12个月 <85mm
针对国内外压力监测的技术现状和发展趋势，
介绍两种新颖的压力监测技术：
单芯传输压力监测技术
无线数据交换压力监测技术
汇报目录
引言
国内井下压力监测现状
单芯传输压力监测技术
无线数据交换压力监测技术
几点认识
单 芯 传 输 压 力 监 测 技 术
技术原理
将多支压力计通过单芯铠装电缆连接，按设 计的测试点深度固定在相应油管上，随管柱下至 井下。然后地面仪表通过单芯电缆对所有井下压 力计供电，压力计将各自的测试数据通过电缆传 输给地面仪表及计算机，进行数据采集及显示。
监测仪器托筒 无线通信天线
电池组
温压传感器 检测电路仓
结构特点： 1、可配接于生产管柱的任何部位 2、不影响油井正常生产和测试 3、耐高温、高压且密封性良好
主要功能： 1、智能采集功能 2、存储备份功能 3、无线通信功能
电泵井施工工艺
测量装臵的下井 测量装臵采集压力 下数据回读仪 数据回读仪定位 井下数据无线交换 测量数据上传地面 起出数据回读仪
自喷井施工工艺
电缆
井 下 长 期 压 力 监 测 技 术
井下测量装臵1
测量装臵的下井
下井测量装臵采集 压力等参数 油管内下回读仪 数据回读仪定位 井下数据无线交换
封隔器
井下测量装臵2 封隔器
油层
油层
井下测量装臵3
测量数据上传地面 起出数据回读仪
1、井下测量装臵结构
油管接头
井 下 长 期 压 力 监 测 技 术
该方法是将压力计连接到生产管柱上一起下井，并
长期臵于井下，对井下压力长期实时监测的测试技术。
毛细管测压技术 PSI井下测温测压技术 PDMS永久井下压力监测技术
(1)．毛细管测压技术
永 久 式 井 下 压 力 监 测
将充满液氮的专用毛细钢管绑在生产管柱下入 井中，井下压力由毛细管传至井口，在井口由高 精度的压力探头和变送器进行测量。
(3)．PDMS永久井下压力监测技术
永 久 式 井 下 压 力 监 测
该监测系统是由加拿大先锋石油公司研制开
发,主要由井下和地面两部分组成，井下部分由
电子压力计、特殊电缆、电缆保护器组成。井
下部分绑在生产管柱一起下入生产井中，通过
压力计中高精度的传感器感应井下的压力和温 度，并将经过处理的压力、温度信号经电缆传
存在问题
不 定 期 压 力 监 测 方 法 1、不定期测试导致资料间断，不完整，资料
连续性、可对比性较差，在生产实践中难以应用；
2.油井起泵测压一方面要增加作业成本，另 一方面测试值不能反映油井正常生产状态下井下 压力变化情况，压力资料的可靠性较差，并不能 真实反映地层压力。
永 久 式 井 下 压 力 监 测
技术特点
无 线 数 据 交 换 压 力 监 测 技 术
1、 其井下压力测量短节，采用新型超低功耗检测
电路及结构设计，在井下工作时间更长，从而达到长期 在井下监测压力的目的。
2、 采用井下无线数据交换技术，可在不停产、不
动管柱情况下随时取出压力监测数据。
无 线 数 据 交 换 压 力 监 测 技 术
电缆保护器
电缆在下井的过程中，将被 附在油管串并和管串一起下入井 中。为了可靠的把电缆固定在油 管串上，保护电缆在下井的过程 中不被损伤，我们通常使用电缆 保护器。它可以抗磨损和承受较 大的外部冲击力，保护电缆完全 不受到井下恶劣环境的损害；
应用条件
满足以下技术条件的生产井、注入井和 观察井中均可应用：
井下无线通信 状态监控
读取井下压力 短节数据
设置井下压力
采样方式及步长
清井下压力
短节存储器
无 线 数 据 交 换 压 力 监 测 技 术
应用范围 永久井下压力监测系统可安装在生产 井、注入井和观察井中，对油气藏进行长 期动态监测。 •压力恢复测试 •压降测试 •监测电潜泵、螺杆泵、抽油泵上方 的液面 •监测电潜泵、螺杆泵、抽油泵泵效 •监测井下压力异常并帮助判断井下 故障
2、对比于采用多芯电缆挂接多支压力计的井下监
测系统，其压力计连接方式及井口密封更简单可靠，能 有效的降低应用成本；
技术特点
单 芯 传 输 压 力 监 测 技 术
3、在一个测量点挂接两只完全独立的压力计，分
别在正负电源供电时工作，这样通过冗余系统设计，使
整个井下压力监测系统更加可靠；
4、采用新型的单片机及采集电路，大大减少井下
井下无线数据通信试验
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 1
压力（MPa） 温度（℃）
现 场 试 验 曲 线
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11 (day)
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 1
压力（MPa）
温度（℃）
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11 (day)
两次井下读取数据一致。
该方法一般用于监测井下单点压力变化，而且
毛细钢管需充满液氮，施工和维护工艺比较复杂
，操作不方便。
(2)．PSI井下测温测压技术
永 久 式 井 下 压 力 监 测
该项技术是用于电泵抽油井的井下压力测量技术
，压力计组装在电泵上随电泵一起下井，它利用
电泵的高压直流电源作为井下压力温度测量电路
的工作电源，并且测量信号耦合在动力线上传输 到地面，再由地面仪表分离处理出压力温度信号 ，达到井下压力长期监测的目的。
0.05% F•S
500Pa <1%/年 0 ～ 125 ℃ 0.5% F•S 0.02℃
9
外径
21mm
永久压力计是装在一个偏 臵托筒内下井的，偏臵托筒是 一截特制的油管，压力计托筒
附在外侧，压力计顶端与油管
外侧的电缆相连，将录取的信
息传送到地面。
井下部分：托筒
压力计托筒
仪器托筒的作用是防护压力计和电 缆头在下井过程的碰撞、挤压；结构 为特殊油管短节，内径与2寸半油管相 同，仪器固定在托筒外部，托筒最大 外径为100mm。