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光纤传感在油气井中的应用。光纤传感有可能彻底改变石油和天然气行业的油井和油藏监测。光纤传感器的被动特性、经济高效的安装潜力以及沿光纤整个长度进行密集分布测量的可能性带来了诸多好处。使用安装在油气井中的光纤传感器获取的信息有助于提高效率、安全性和最终采收率。各种光纤传感器能够测量温度、压力、化学成分、应变和声学等物理效应。合适的数据基础设施和将这些测量结果转化为有价值信息的处理能力是任何传感系统的关键要素。基础由井中合适的光纤传感器和地面上的询问单元组成。本论文重点介绍基于两种光纤技术的传感硬件的开发：光纤布拉格光栅和瑞利散射。光纤布拉格光栅 (FBG) 是可以沿光纤电缆长度分布的点传感器。实现具有成本效益的基于 FBG 的传感系统的关键因素之一是低成本且坚固的询问装置。介绍了用于高温沙漠环境的此类询问装置的成功开发（第 3 章）。这项开发旨在促进商业低成本实现。这些可以结合专用测试装置在内部进行评估（第 4 章）。分布式声学传感 ( DAS ) 是一种完全分布式传感技术，利用标准光纤长度上自然发生的散射点的瑞利散射。反向散射能量可以被解释为在整个光纤中实现准麦克风。DAS 最近受到广泛关注，因为它在井下监测中具有潜在应用，例如压裂监测、流量监测以及地球物理监测。本论文以地球物理应用为重点，描述了合适的询问单元的开发（第 5 章）以及新原型在现场试验中的成功验证（第 6 章）。为了进一步扩大地球物理应用范围，需要增强光纤传感电缆对垂直于其轴向方向撞击的地震波的灵敏度（第 7 章）。本论文介绍了此类电缆概念的发展，并介绍了成功的实验室和现场试验结果（第 8 章）。分布式传感技术具有降低成本并提高空间分辨率的潜力。但是，沿电缆长度的连续测量会在从光纤中的光学长度到井下环境中的位置的转换中引入不确定性。虽然已经提出了几种深度校准方法，但本论文介绍了一种新方法的发展：磁深度定位器（第 9 章）。在井中安装多个磁铁组件可提供永久的深度参考点，这使其非常适合保障延时井和油藏监测所需的深度精度（第 10 章）。多种光纤传感技术可以组合在井下环境中。由此产生的沿光纤在时间和距离上连续的大量测量结果为石油和天然气行业的井和油藏监测提供了独特的机会。
光纤传感在油气井中的应用 - Pure
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