一种永置式光纤测井系统及测井光纤下入方法与流程

1.本发明涉及油田测井勘探开发技术领域，尤其涉及一种永置式光纤测井系统及测井光纤下入方法。


背景技术：

2.采用光纤对油气井的生产过程进行实时监测，可以得到产出剖面、井筒完整性、开关井动态等关乎油气井生产运行状态的重要信息，这些信息对油气井的日常维护、生命周期的延长、开采方案的优化调整至关重要。
3.光纤部署到井下的方式分为永置式和可回收式两种。永置方式下，光纤一旦部署到位，将成为生产管柱结构中的一部分，贯穿油气生产的整个生命周期；可回收式是对某一次或某一阶段的作业过程进行监测，作业前把光纤部署入井，作业后对光纤进行回收。
4.由于采油气井的井型和开采方式的差异性，使得永置式光纤的下入方法和装置设计也呈现出复杂性和多样性，一般的油气井探测过程中都是单独使用井下工具串，例如：申请号为200320129567.6，名称为一体化井下工具串的专利中，只适用于有生产管柱的采气井中一次下井时，进行一次性完成刮蜡、冲砂及检验密封作业，并不适用于长时间放置在油气井中。
5.本案针对无生产管柱的采气井，提出一种永置式光纤测井系统及测井光纤下入方法，填补国内油气田开发行业在油气井永置式光纤监测领域的空白。


技术实现要素：

6.因此，本发明的目的在于提供一种永置式光纤测井系统及测井光纤下入方法，采用井口工具串和井下工具串实现了将光纤永久性固定在待测油气井中，通过连续油管的运用，不仅实现了分布式光纤的安全下入、长期稳定的工作状态，而且减小了气体流动的空间，提高了气体向上流动的效率。
7.为了实现上述目的，本发明的一种永置式光纤测井系统，包括：连续油管作业车、连续油管及测井光纤复合体、井口防喷装置、地面面板和测井光缆固定器；
8.所述连续油管作业车用于将连续油管及测井光纤复合体下入到待测油气井中；；
9.所述地面面板用于跟光纤连接，向光纤发出源信号，并接收由光纤返回的测量信号，并对该信号进行分析处理；
10.所述井口防喷装置用于在连续油管及测井光纤复合体下入过程中，控制井口压力；
11.所述测井光缆固定器包括井口工具串和井下工具串，所述井口工具串连接在连续油管及测井光纤复合体的顶端，所述井下工具串连接在连续油管的尾端；
12.所述井口工具串包括：悬挂器、光缆密封锁定装置、井口卡瓦型连接器、u型卡瓦；所述悬挂器设置在井口四通中，上端内部连接光缆密封锁定装置，下端连接井口卡瓦型连接器，所述井口卡瓦型连接器下端连接连续油管及测井光纤复合体的一端；所述井口卡瓦
型连接器内部中空，内部空腔中设置u型卡瓦；所述u型卡瓦用于固定光缆顶部第一固定点；所述光缆密封锁定装置用于固定光缆顶部第二固定点；
13.所述井下工具串包括：井下卡瓦型连接器、光缆固定器和阀门组件；所述井下卡瓦型连接器连接连续油管及测井光纤复合体的另一端，所述光缆固定器一端连接井下卡瓦型连接器，另一端连接阀门组件，所述光缆固定器用于固定连续油管及测井光纤复合体内部延伸出来的光缆。
14.进一步优选的，还包括管挂送放工具，所述管挂送放工具包括上卡瓦、下卡瓦及快速接头；所述快速接头上端连接上卡瓦，快速接头下端连接下卡瓦；所述管挂送放工具连接在注入头的下端连续油管及测井光纤复合体的短节的底部，用于配合连续油管和注入头，实现悬挂器以下井口工具的吊装。
15.进一步优选的，所述光缆密封锁定装置和光缆固定器内均设有光缆卡紧组件，所述光缆卡紧组件为弹簧锁紧伞，所述弹簧锁紧伞包括中空圆锥形底座及伞形锁紧机构。
16.进一步优选的，所述伞形锁紧机构为弓形弹簧片一体压制成型。
17.进一步优选的，所述u型卡瓦由一对相同的金属瓦片构成，在每个瓦片中间的沟槽侧壁上，有u型突起；所述u型的突起用于压紧光缆。
18.本发明还提供一种永置式测井光纤下入方法，用于实施上述永置式光纤测井系统，包括以下步骤：
19.s1、在井口四通上方安装井口防喷装置，将井下工具串连接连续油管及测井光纤复合体的尾端；
20.s2、将连续油管注入头与井口防喷装置连接好，进行试压，试压合格后将井下工具串穿过井口四通，下入连续油管及测井光纤复合体至设计井深；
21.s3、连续油管及测井光纤复合体下入到预设井深位置后，关闭井口防喷装置内部的卡瓦与半封闸板，泄放井口防喷装置内的压力；
22.s4、连接井口工具串并将连续油管进行割管，包括：将井口光纤固定，确保上部漏出的光缆长度大于后续送入管挂送放工具长度后，将井口四通上方的连续油管及测井光纤复合体割断；
23.s5、在井口四通上方安装采气树，对光缆采集的油气井参数进行数据分析。
24.进一步优选的，在s1实施之前还包括拆卸井口四通上方的采气树，将井口四通的1号大闸板阀进行缓慢泄放，将大闸板阀以上压力缓慢泄至0mpa时，确认压力完全卸完后，拆卸采气树。
25.进一步优选的，将连续油管及测井光纤复合体割断之前采用校直工具将连续油管校直，并用绷绳进行固定
26.进一步优选的，在s4中，将井口光纤固定包括用u型卡瓦将光缆套住，u型卡瓦底部塞入连续油管内部，锁紧u型卡瓦，观察5-10min，确认无位移后，将上部连续油管割除。
27.进一步优选的，在s3中还包括，泄放井口防喷装置内的压力后，将井口防喷装置与连续油管之间的防喷管进行割管。
28.本技术公开的一种永置式光纤测井系统及测井光纤下入方法，相比于现有技术，采用井口工具串和井下工具串实现了将光纤永久性固定在待测油气井中，通过连续油管及测井光纤复合体的运用，不仅实现了分布式光纤的安全下入、长期稳定的工作状态，而且减
小了气体流动的空间，提高了气体向上流动的效率。
29.通过本技术设计的井口工具串与待测采气井井口装置配合，把分布式光纤和连续油管的复合体下入到采气井的某一深度，连续油管在下入过程和后续的监测工作中为光纤提供保护作用。同时，实现光缆跟连续油管之间、连续油管跟井口装置之间的固定与密封。井口工具串为光纤提供向外穿越的通道，实现光纤与测井地面系统的快速连接与断开。
30.通过本技术设计的井下工具串跟连续油管底端连接在一起，实现光缆底部的固定、连续油管底部的启闭、密封和保护作用。
31.通过本技术的井口防喷装置取代通常的井口大闸阀，实现紧急情况下快速关井。井口防喷装置采用井口液压防喷器和远程控制装置，通过远程控制装置控制液压油的流向，从而驱动井口防喷器的闸板和胶塞，通过瞬间释放高压液压油的方式，完成防喷器的快速启闭。而井口大闸阀靠人工旋动启闭转轮，通过丝扣式机械传动的方式实现阀门的启闭，需要更长的时间。
附图说明
32.图1为本发明永置式光纤测井系统的结构示意图。
33.图2为本发明中井口工具串的结构示意图；
34.图3为本发明中井下工具串的结构示意图；
35.图4为本发明中光缆固定器的结构示意图；
36.图5为本发明中管挂送放工具的结构示意图；
37.图6为本发明光缆卡紧组件的结构示意图；
38.图7为本发明中u型卡瓦的结构示意图。
39.图中：1、井口工具串；2、井下工具串；3、连续油管及测井光纤复合体；4、井口四通；5、连续油管作业车；6、井口防喷装置；7、下注头；101、悬挂器；102、光缆密封锁定装置；103、井口卡瓦型连接器；104、u型卡瓦；201、井下卡瓦型连接器；202、光缆固定器；203、单流阀；204、背压阀；205、旁通破裂盘；206、圆头丝堵；2021、上接头；2022、下外筒；2023、支撑杆；2024、光缆卡紧组件；2025、压紧块；2026、驱动套筒；a、第一固定点；b、第二固定点；c、中空圆锥形底座；d、伞形锁紧机构；1041、u型突起。
具体实施方式
40.以下通过附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
41.如图1所示，本发明一方面实施例提供的永置式光纤测井系统，包括：连续油管作业车5、连续油管及测井光纤复合体、井口防喷装置6、地面面板和测井光缆固定器
42.所述连续油管作业车5用于将连续油管及测井光纤复合体下入到待测油气井中；
43.所述地面面板用于跟光纤连接，向光纤发出源信号，并接收由光纤返回的测量信号，并对该信号进行分析处理；
44.所述井口防喷装置6用于在连续油管及测井光纤复合体下入过程中，控制井口压力；井口防喷装置包括井口液压防喷器(含液压胶塞、液压闸板)和远程控制装置组成。远程控制装置包含油泵、蓄能器组、控制阀件、输油管线、以及油箱等元件，用来储存液压油，并控制液压油的流向，从而驱动井口防喷器的闸板和胶塞，通过瞬间释放高压液压油的方式，
完成防喷器的快速启闭。
45.所述测井光缆固定器包括井口工具串1和井下工具串2，所述井口工具串1连接在连续油管及测井光纤复合体3的顶端，所述井下工具串2连接在尾端；
46.如图2，所述井口工具串1包括：悬挂器101、光缆密封锁定装置102、井口卡瓦型连接器103、u型卡瓦104；所述悬挂器101设置在井口四通4中，上端内部连接光缆密封锁定装置102，下端连接井口卡瓦型连接器103，所述井口卡瓦型连接器103下端连接连续油管及测井光纤复合体3的一端；所述井口卡瓦型连接器103内部中空，内部空腔中设置u型卡瓦104；所述u型卡瓦104用于固定光缆顶部第一固定点a；所述光缆密封锁定装置102用于固定光缆顶部第二固定点b；
47.如图3，井下工具串2包括：井下卡瓦型连接器201、光缆固定器202和阀门组件；所述井下卡瓦型连接器201连接连续油管及测井光纤复合体3的另一端，所述光缆固定器202一端连接井下卡瓦型连接器201，另一端连接阀门组件，所述光缆固定器202用于固定连续油管及测井光纤复合体3内部延伸出来的光缆。本技术阀门组件均采用本领域的标准件，包括单流阀203、背压阀204、旁通破裂盘205以及圆头丝堵206；所述单流阀203、背压阀204、旁通破裂盘205以及圆头丝堵206依次连接；
48.所述单流阀203用于使连续油管3内的流体实现向下单向流通；
49.所述背压阀204用于调节管路上所需的压力与流量，当压力过高时，自动抬起排放过高压力，起切断或节流作用；
50.所述旁通破裂盘205平时处于关闭状态，需要打开时，借助井口泵入流体的压力打开，形成连续油管内部与套管-连续油管环空之间的流体循环通道。旁通破裂盘205与圆头丝堵206依次连接，圆头丝堵206对破裂盘底部起到保护作用用于保护管路。
51.如图5所示，还包括管挂送放工具8，所述管挂送放工具包括上卡瓦801、下卡瓦803及快速接头802；所述快速接头上端连接上卡瓦，快速接头下端连接下卡瓦；管挂送放工具连接在注入头的下端连续油管3短节的底部，用于配合连续油管和注入头，实现悬挂器101以下井口工具的吊装。
52.所述光缆密封锁定装置102和光缆固定器202内均设有光缆卡紧组件2024，所述光缆卡紧组件2024为弹簧锁紧伞，所述弹簧锁紧伞包括中空圆锥形底座c及伞形锁紧机构d。所述伞形锁紧机构d为弓形弹簧片一体压制成型。
53.如图7所示，u型卡瓦104由一对相同的金属瓦片构成，在每个瓦片中间的沟槽侧壁上，有u型突起1041；所述u型的突起用于压紧光缆。
54.本发明还提供一种永置式测井光纤下入方法，用于实施上述永置式光纤测井系统，包括以下步骤：
55.s1、在井口四通上方安装井口防喷装置，将井下工具串连接连续油管的尾端；在s1实施之前还包括拆卸井口四通上方的采气树，将井口四通的1号大闸板阀进行缓慢泄放，将大闸板阀以上压力缓慢泄至0mpa时，确认压力完全卸完后，拆卸采气树。
56.s2、将连续油管注入头与井口防喷装置连接好，进行试压，试压合格后将井下工具串穿过井口四通，下入连续油管至设计井深；
57.s3、连续油管下入到预设井深位置后，关闭井口防喷装置内部的卡瓦与半封闸板，泄放井口防喷装置内的压力；在s3中还包括，泄放井口防喷装置内的压力后，将井口防喷装
置与连续油管之间的防喷管进行割管。
58.s4、连接井口工具串并将连续油管进行割管，包括：将井口光纤固定，确保上部漏出的光缆长度大于后续送入管挂送放工具长度后，将井口四通上方的连续油管和光缆割断；在s4中，将井口光纤固定包括用u型卡瓦将光缆套住，u型卡瓦底部塞入连续油管内部，锁紧u型卡瓦，观察5-10min，确认无位移后，将上部连续油管割除。
59.s5、在井口四通上方安装采气树，对光缆采集的油气井参数进行数据分析。将连续油管割断之前采用校直工具将连续油管校直，并用绷绳进行固定。
60.显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

技术特征：
1.一种永置式光纤测井系统，其特征在于，包括：连续油管作业车、连续油管及测井光纤复合体、井口防喷装置、地面面板和测井光缆固定器；所述连续油管作业车用于将连续油管及测井光纤复合体下入到待测油气井中；；所述地面面板用于跟光纤连接，向光纤发出源信号，并接收由光纤返回的测量信号，并对该信号进行分析处理；所述井口防喷装置用于在连续油管及测井光纤复合体下入过程中，控制井口压力；所述测井光缆固定器包括井口工具串和井下工具串，所述井口工具串连接在连续油管及测井光纤复合体的顶端，所述井下工具串连接在尾端；所述井口工具串包括：悬挂器、光缆密封锁定装置、井口卡瓦型连接器、u型卡瓦；所述悬挂器设置在井口四通中，上端内部连接光缆密封锁定装置，下端连接井口卡瓦型连接器，所述井口卡瓦型连接器下端连接连续油管及测井光纤复合体的一端；所述井口卡瓦型连接器内部中空，内部空腔中设置u型卡瓦；所述u型卡瓦用于固定光缆顶部第一固定点；所述光缆密封锁定装置用于固定光缆顶部第二固定点；所述井下工具串包括：井下卡瓦型连接器、光缆固定器和阀门组件；所述井下卡瓦型连接器连接连续油管及测井光纤复合体的另一端，所述光缆固定器一端连接井下卡瓦型连接器，另一端连接阀门组件，所述光缆固定器用于固定连续油管及测井光纤复合体内部延伸出来的光缆。2.根据权利要求1所述的永置式光纤测井系统，其特征在于：还包括管挂送放工具，所述管挂送放工具包括上卡瓦、下卡瓦及快速接头；所述快速接头上端连接上卡瓦，快速接头下端连接下卡瓦；所述管挂送放工具连接在注入头的下端连续油管及测井光纤复合体的连续油管短节的底部，用于配合连续油管和注入头，实现悬挂器以下井口工具的吊装。3.根据权利要求1所述的永置式光纤测井系统，其特征在于：所述光缆密封锁定装置和光缆固定器内均设有光缆卡紧组件，所述光缆卡紧组件为弹簧锁紧伞，所述弹簧锁紧伞包括中空圆锥形底座及伞形锁紧机构。4.根据权利要求3所述的永置式光纤测井系统，其特征在于，所述伞形锁紧机构为弓形弹簧片一体压制成型。5.根据权利要求1所述的永置式光纤测井系统，其特征在于，所述u型卡瓦由一对相同的金属瓦片构成，在每个瓦片中间的沟槽侧壁上，有u型突起；所述u型的突起用于压紧光缆。6.一种永置式测井光纤下入方法，用于实施上述权利要求1-5中任意一项所述的永置式光纤测井系统，其特征在于，包括以下步骤：s1、在井口四通上方安装井口防喷装置，将井下工具串连接连续油管及测井光纤复合体的尾端；s2、将连续油管的注入头与井口防喷装置连接好，进行试压，试压合格后将井下工具串穿过井口四通，下入连续油管及测井光纤复合体至设计井深；s3、连续油管及测井光纤复合体下入到预设井深位置后，关闭井口防喷装置内部的卡瓦与半封闸板，泄放井口防喷装置内的压力；s4、连接井口工具串并将连续油管进行割管，包括：将井口光纤固定，确保上部漏出的光缆长度大于后续送入管挂送放工具长度后，将井口四通上方的连续油管及测井光纤复合
体割断；s5、在井口四通上方安装采气树，对光缆采集的油气井参数进行数据分析。7.根据权利要求6所述的一种永置式测井光纤下入方法，其特征在于，在s1实施之前还包括拆卸井口四通上方的采气树，将井口四通的1号大闸板阀进行缓慢泄放，将大闸板阀以上压力缓慢泄至0mpa时，确认压力完全卸完后，拆卸采气树。8.根据权利要求6所述的一种永置式测井光纤下入方法，其特征在于，将连续油管及测井光纤复合体割断之前采用校直工具将连续油管校直，并用绷绳进行固定。9.根据权利要求6所述的一种永置式测井光纤下入方法，其特征在于，在s4中，将井口光纤固定包括用u型卡瓦将光缆套住，u型卡瓦底部塞入连续油管及测井光纤复合体内部，锁紧u型卡瓦，观察5-10min，确认无位移后，将上部连续油管割除。10.根据权利要求5所述的一种永置式测井光纤下入方法，其特征在于，在s3中还包括，泄放井口防喷装置内的压力后，将井口防喷装置与连续油管之间的防喷管进行割管。

技术总结
本发明公开了一种永置式光纤测井系统及测井光纤下入方法，测井系统包括：连续油管作业车、连续油管及测井光纤复合体、井口防喷装置、地面面板和测井光缆固定器；所述连续油管作业车用于将连续油管及测井光纤复合体下入到待测油气井中；所述井口防喷装置用于在连续油管及测井光纤复合体下入过程中，控制井口压力；所述测井光缆固定器包括井口工具串和井下工具串，所述井口工具串连接在连续油管及测井光纤复合体的顶端，所述井下工具串连接在尾端；采用井口工具串和井下工具串实现了将光纤永久性固定在待测油气井中，通过连续油管及测井光纤复合体的运用，不仅实现了分布式光纤的安全下入、长期稳定的工作状态，而且减小了气体流动的空间，提高了气体向上流动的效率。提高了气体向上流动的效率。提高了气体向上流动的效率。


技术研发人员：高峰 顾洪代 李国臣 于强 杨树峰
受保护的技术使用者：愿景（天津）能源技术有限公司
技术研发日：2023.03.10
技术公布日：2023/9/22