1 / 37

Лекционный курс «Экспериментальные методы физических исследований»

Лекционный курс «Экспериментальные методы физических исследований». Раздел СРЕДСТВА И МЕТОДЫ ТЕРМОМЕТРИИ Тема СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ТЕРМОМЕТРИИ В НЕФТЕГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ. По набору специальностей, охвату всей технологической цепочки нефтегазового производства, университет уникален.

sierra-conner
Download Presentation

Лекционный курс «Экспериментальные методы физических исследований»

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Лекционный курс«Экспериментальные методы физических исследований» Раздел СРЕДСТВА И МЕТОДЫ ТЕРМОМЕТРИИ Тема СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ТЕРМОМЕТРИИ В НЕФТЕГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

  2. По набору специальностей, охвату всей технологической цепочки нефтегазового производства, университет уникален. Таких вузов в мире всего три-четыре. Наш университет является средоточием интеллектуального потенциала нефтегазового комплекса.

  3. А.И. Владимиров ,В.И. Грайфер Новые образовательные программы подготовки и повышения квалификации специалистов для освоения месторождений углеводородов Журнал «Нефтяное хозяйство» № 5, 2006 ……..Подготовка специалистов, необходимых для создания и эксплуатации интеллектуальных  нефтяных месторождений, будет проводиться как по имеющимся в вузе нефтегазовым специальностям и направлениям, так и по новым образовательным программам. ……..

  4. В.И. Грайфер, генеральный директор ОАО «РИТЭК» Развивая тему ИнтеллектуальнойСкважины, РИТЭК озадачился проектомсоздания Интеллектуального Месторождения. …На базе оптиковолоконной системы специалисты компании работают над созданием комплекса приборов, контролирующих работу как отдельных скважин, так и всего месторождения, что должно значительно увеличить конечный коэффициент нефтеотдачи.

  5. Мировая тенденция развития более надежных, экологически безопасных и эффективных технологий эксплуатации углеводородов Концепция интеллектуального (умного) месторождения SMART RESERVOIR

  6. Metering & Control Systems Surface Well Systems Floating Production Storage & Offloading Vessels Tension Leg Platforms Turret Mooring Systems Light Well Intervention Subsea Drilling Systems Subsea Processing Subsea Manifold Guidelineless Deepwater Trees Smart Well Control Systems Subsea TemplateSystems ROV Tie-In Systems SMART RESERVOIR

  7. Для «умного» управления разработкой все элементы месторождения и средства исследований объединяют в комплексные взаимосвязанные системы

  8. SMART RESERVOIR

  9. Один из элементов системы – «SMART WELL» («УМНАЯ СКВАЖИНА»)

  10. «Умная скважина» с разветвленными стволами, датчиками непрерывного контроля, соединенными системой обратной связи с управляемыми устройствами регулирования притока

  11. Tubing Hanger Adjustable Swivel TRSSV 4.5” Tubing Joints ESP Packer Adjustable Spacer Full Bore Isolation Valve Crossover to 3.5” Auto Y - Tool Flow Meter ESP Pump Perforated Pup Joint FO On/Off Disconnect Tool Retrievable Packer Hydraulic Sliding Sleeve Retrievable Packer Hydraulic Sliding Sleeve Retrievable Packer Mechanical Sliding Sleeve Hydraulic Isolation Tool Downhole Turn Around Sub Bull Nose “Умная скважина” D-17 на месторождении Douglas (Ливерпульский залив, Великобритания)

  12. Каждая из электронно - управляемых задвижек вблизи перфорационных отверстий «умной скважины» оснащена датчиками положения задвижки, притока флюидов, температуры……. В 2001 г. типичная цена подобной задвижки приближалась к 500 000 $.

  13. МОДУЛИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ АППАРАТУРЫ ДЛЯ РАБОТЫ ПРИ БОЛЬШИХ ТЕМПЕРАТУРАХ И ДАВЛЕНИЯХ ( система ADMARC, компания АББ )

  14. ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ( > 150 oC ) Общий вид блока Монтажные платы усилителя и приемника/передатчика

  15. РАСПРЕДЕЛЕННЫЕ ДАТЧИКИ ТЕМПЕРАТУРЫ Бесконтактная термометрия Контактная термометрия Локальный датчик - - измерения в отдельной точке Распределенный датчик - -измерения непрерывного поля температур на протяженных интервалах Волоконно-оптические датчики (optical fiber sensors)

  16. Волоконно – оптические кабели Диаметры : внешний 75 - 125 микрон сердцевины – 20 микрон

  17. Волоконно – оптические кабели

  18. ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУР С ПОМОШЬЮ ОПТОВОЛОКОННЫХ ДАТЧИКОВ НЕКОТОРЫЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ КУРСА ОБЩЕЙ ФИЗИКИ :

  19. Электронные, колебательные и вращательные уровни энергии МОЛЕКУЛЫ Уровни энергии электронов АТОМА

  20. ИЗМЕНЕНИЕ ЭНЕРГИИ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ С ФОТОНАМИ В АТОМЕ : Е = Е электр. В МОЛЕКУЛЕ : Е = Е электр. + + Е колебат. + + Е вращат.  Е = Е электр. + + Е колебат.

  21. ЧИСЛО АТОМОВ (МОЛЕКУЛ) С ДАННОЙ ЭНЕРГИЕЙ ОПИСЫВАЕТСЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ БОЛЬЦМАНА И ЗАВИСИТ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ

  22. ПРИ ПРОХОЖДЕНИИ ПОТОКА ФОТОНОВВ ВЕЩЕСТВЕ ИНТЕНСИВНОСТЬ УМЕНЬШАЕТСЯ ЗА СЧЕТ ПОГЛОЩЕНИЯ И РАССЕЯНИЯ dI = - I(x) (x)dx - коэффициент экстинкции = поглощения +рассеяния I(x) I + dI В оптическом волокне поглощение света мало и экстинкция определяется процессами рассеяния

  23. ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУР С ПОМОШЬЮ ОПТОВОЛОКОННЫХ ДАТЧИКОВ Закон Бугера - Ламберта  - коэффициент экстинкции (только за счет рассеяния) Виды рассеяния - упругое (релеевское) неупругое : а) рассеяние Бриллюена (Мандельштама - Бриллюена) б) комбинационное (рамановское) рассеяние

  24. ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУР С ПОМОШЬЮ ОПТОВОЛОКОННЫХ ДАТЧИКОВ Упругое релеевское рассеяние – рассеяние света без изменения длины волны на объектах, размеры которых меньше длины волны. Сечение рассеяния :

  25. ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУР С ПОМОШЬЮ ОПТОВОЛОКОННЫХ ДАТЧИКОВ Неупругое рассеяние Мандельштама — Бриллюэна – на флуктуациях плотности, возникающих в результате распространения упругих волн в конденсированных средах (твердых телах и жидкостях)

  26. ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУР С ПОМОШЬЮ ОПТОВОЛОКОННЫХ ДАТЧИКОВ Неупроугое комбинационное (рамановское) рассеяние Начальная частота света 0 уменьшается или увеличивается на величину кол из-за изменения энергии колебаний молекул СТ =0 - кол АСТ =0 + кол кол = Екол./h Стоксовская и антистоксовская частоты рассеяния

  27. Уменьшение частоты «СТОКС» - Слабая зависимость от температуры «АНТИ-СТОКС» - Сильная зависимость от температуры ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУР С ПОМОШЬЮ ОПТОВОЛОКОННЫХ ДАТЧИКОВ РАМАНОВСКОЕ РАССЕЯНИЕ Увеличение частоты

  28. ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУР С ПОМОШЬЮ ОПТОВОЛОКОННЫХ ДАТЧИКОВ СПЕКТР РАССЕЯННОГО СВЕТА

  29. ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУР С ПОМОШЬЮ ОПТОВОЛОКОННЫХ ДАТЧИКОВ I(t)  I(X)  T(X)

  30. Оптоволоконные системы температурных измерений Рассеянное излучение Излучение лазера Incident Raleigh Light Incident Raleigh Light Incident Raleigh Light Бриллюен Brillouin Brillouin Brillouin Stokes Raman Band Stokes Raman Band Stokes Raman Band Раман (Стокс) Раман (Анти-Стокс) Anti-Stokes Raman Band Anti-Stokes Raman Band Anti-Stokes Raman Band Оптич. волокно 10 нс импульсы лазерного излучения Лазер Датчик Зеркала Спектры рассеянного излучения

  31. ВЫЯВЛЕНИЕ УТЕЧКИ ГАЗА ПО ТЕМПЕРАТУРНЫМ ИЗМЕРЕНИЯМ

  32. ОЦЕНКА СОДЕРЖАНИЯ ВОДЫ В НЕФТИ ПО ТЕМПЕРАТУРНЫМ ИЗМЕРЕНИЯМ Охлаждение пласта на 5оС из-за роста содержания воды в нефти от 20% до 35 %

  33. Изменения профиля температур реальной продуктивной скважины (с августа 2000 г. по октябрь 2001 г.) Прорыв холодной воды Т (оС) Т пласта Поступление газа Глубина (метры) Данные фирмы Sensa , Schlumberger

  34. ОЦЕНКА ПРОДУКТИВНОСТИ СКВАЖИНЫ ПО ТЕМПЕРАТУРНЫМ ИЗМЕРЕНИЯМ Распределения температуры при продуктивности скважины 250 500 1000 баррелей в сутки

  35. С сайта: http://lscom.ru/io_rtr2.html

More Related