CN110965994A - 井筒泄漏检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种井筒泄漏检测方法，属于油气生产领域。将测试光缆一端下入井筒，另一端与分布式声波传感器和分布式温度传感器连接；通过该传感器获取井筒各个深度位置的背景噪声数据和背景温度数据；对套管和井筒之间的环空进行泄压；通过该传感器获取泄压的过程中的井筒各个深度位置的噪声数据和温度数据；根据背景噪声数据以及噪声数据确定第一疑似泄漏位置；根据背景温度数据以及温度数据确定第二疑似泄漏位置；当第一疑似泄漏位置和第二疑似泄漏位置之间的距离小于指定值时，确定第一疑似泄漏位置和第二疑似泄漏位置处的井筒存在泄漏点。解决了相关技术中无法确定泄漏点的深度位置的问题，达到了可以确定泄漏点的深度位置的效果。
Description
技术领域
本发明涉及油气生产领域，特别涉及一种井筒泄漏检测方法。
背景技术
天然气在生产过程中，井筒会发生泄漏的情况，此时需要对井筒进行检测，以此来确认泄漏点的位置。
相关技术中的一种井筒泄漏检测方法是打开密封的井筒，将噪声检测器和温度检测器放至井底，再将井下的噪声检测器和温度检测器上提，使噪声检测器和温度检测器在上提的过程中进行全井检测。
在实现本发明的过程中，发明人发现相关技术至少存在以下问题：上述操作方法将噪声检测器上提的过程中会造成摩擦，无法得到准确的噪声数据，且井筒下放仪器时井筒温度产生变化，无法得到准确的温度数据，因此无法得到泄漏点的深度位置。
发明内容
本发明实施例提供了一种井筒泄漏检测方法，能够解决相关技术中无法得到泄漏点的深度位置的问题。所述技术方案如下：
根据本发明的第一方面，提供一种井筒泄漏检测方法，用于气井的井下套管内的井筒，所述方法包括：
将测试光缆一端下入所述井筒，分布式声波传感器和分布式温度传感器均与所述测试光缆的另一端连接；
通过所述分布式声波传感器获取所述井筒各个深度位置的背景噪声数据；
通过所述分布式温度传感器获取所述井筒各个深度位置的背景温度数据；
对所述套管和所述井筒之间的环空进行泄压；
通过所述分布式声波传感器获取所述泄压的过程中的所述井筒各个深度位置的噪声数据；
通过所述分布式温度传感器获取所述泄压的过程中的所述井筒各个深度位置的温度数据；
根据所述背景噪声数据以及所述噪声数据确定第一疑似泄漏位置；
根据所述背景温度数据以及所述温度数据确定第二疑似泄漏位置；
当所述第一疑似泄漏位置和所述第二疑似泄漏位置之间的距离小于指定值时，确定所述第一疑似泄漏位置和所述第二疑似泄漏位置处的井筒存在泄漏点。
可选的，所述对所述套管和所述井筒之间的环空进行泄压，包括：
对所述套管和所述井筒之间的环空进行泄压，直至所述环空内的压力稳定停止。
可选的，所述将测试光缆一端下入所述井筒之前，所述方法还包括：
在所述气井的井口安装井口防喷装置。
可选的，根据所述背景噪声数据以及所述噪声数据确定第一疑似泄漏位置，包括：
当所述井筒的第一位置在所述噪声数据中的噪声与所述第一位置在所述背景噪声数据中的噪声的相似度小于噪声阈值时，确定所述第一位置为所述第一疑似泄漏位置。
可选的，根据所述背景温度数据以及所述温度数据确定第二疑似泄漏位置，包括：
当所述井筒的第二位置在所述温度数据中的温度与所述第二位置在所述背景温度数据中的温度的相似度小于温度阈值时，确定所述第二位置为所述第二疑似泄漏位置。
可选的，所述测试光缆包括至少一根单模光纤，所述至少一根单模光纤与所述分布式声波传感器连接。
可选的，所述测试光缆包括至少一根多模光纤，所述至少一根多模光纤与所述分布式温度传感器连接。
可选的，所述将测试光缆一端下入所述井筒，分布式声波传感器和分布式温度传感器均与所述测试光缆的另一端连接，包括：
将所述测试光缆与光缆配重连接；
将所述测试光缆的一端下入所述井筒；
待所述测试光缆和所述光缆配重稳定后，将所述测试光缆的另一端与所述分布式声波传感器以及所述分布式温度传感器连接。
可选的，所述将所述测试光缆的一端下入所述井筒，包括：
将所述测试光缆的一端下入所述井筒，并使所述测试光缆的一端位于所述井筒底部的下方的指定距离处。
可选的，对所述套管和所述井筒之间的环空进行泄压，包括：
将所述环空中的气体引向所述气井的井口进行释放。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
通过先将测试光缆一端下入井筒，分布式声波传感器和分布式温度传感器均与该测试光缆的另一端连接，通过该分布式声波传感器和分布式温度传感器获取井筒各个深度位置的背景噪声数据和温度数据，对套管和井筒之间的环空进行泄压，再通过该分布式声波传感器和分布式温度传感器获取泄压的过程中井筒各个深度位置的噪声数据和温度数据，根据背景噪声数据以及噪声数据确定第一疑似泄漏位置，根据背景温度数据以及温度数据确定第二疑似泄漏位置，当第一疑似泄漏位置和第二疑似泄漏位置之间的距离小于指定值时，确定第一疑似泄漏位置和第二疑似泄漏位置处的井筒存在泄漏点。解决了相关技术中无法确定泄漏点的深度位置的问题，达到了可以确定泄漏点的深度位置的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例示出的一种井筒泄漏检测方法实施环境示意图；
图2是本发明实施例示出的一种井筒泄漏检测方法的流程图；
图3是本发明实施例示出的另一种井筒泄漏检测方法的流程图；
图4是本发明实施例示出的分布式温度传感器检测数据图。
通过上述附图，已示出本发明明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本发明构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
目前，盐穴地下储气库是利用地下较厚的盐层或盐丘，采用人工方式在盐层或盐丘中通过水溶形成的洞穴来存储天然气的存储空间。盐穴地下储气库在投产运行期间，若井筒发生泄漏，天然气会进入套管和井筒之间的环空中，出现环空带压的现象。由于套管抗压等级有限，如果环空压力过大，存在套管失效造成大量天然气泄漏的重大安全隐患。此时需要定位泄漏点的位置，对泄漏程度进行分析，以此来提高储气库安全生产保障水平。
相关技术中的一种井筒泄漏检测方法是打开密封的井筒，将噪声检测器和温度检测器放至井底，再将井下噪声检测器和温度检测器上提，使噪声检测器和温度检测器在上提的过程中进行全井检测。
但是，在实现本发明的过程中，发明人发现相关技术至少存在以下问题：上述方操作方法在进行检测时首先要打开密封的井筒，这样进行的温度检测数据不够准确，且将噪声检测器上提的过程中会造成摩擦，无法得到准确的噪声数据，因此上述操作方法无法确定泄漏点的深度位置。
另外，气体示踪剂检测方法对于储气库也不适用，由于储气库通过管线外输注采气体时会放空天然气，检测到示踪剂不能说明储气库井筒泄漏，也无法判断泄漏点位置。
图1是本发明一些实施例的实施环境的示意图，该实施环境可以包括气井和泄漏点检测装置，其中气井包括：井口防喷装置11，套管鞋12，套管13，环空14，井筒15。泄漏点检测***包括：测试光缆21，光缆配重22，单模光纤221，多模光纤222，分布式温度传感器23，分布式声波传感器24。
如图所示，气井的井口安装井口防喷装置11，将测试光缆21带有光缆配重22的一端下入井筒15内的套管鞋12以下，其中测试光缆21包括至少一根单模光纤221和至少一根多模光纤222。其中，测试光缆21中的至少一根单模光纤221可以与分布式声波传感器24连接，构成分布式声波传感器***，该分布式声波传感器***可以获取井下各个深度的噪声数据。至少一根多模光纤222可以与分布式温度传感器23连接，构成分布式温度传感器***，该分布式温度传感器***可以获取井下各个深度的温度数据。对套管13和井筒15之间的环空14进行泄压，记录分布式声波传感器24和分布式温度传感器23的检测数据。
本发明实施例提供了一种井筒泄漏检测方法，可以解决上述相关技术中无法确定泄漏点的深度位置的问题。
图2是本发明实施例示出的一种井筒泄漏检测方法的流程图，该井筒泄漏检测方法可以包括下面几个步骤：
在步骤201中，将测试光缆一端下入井筒，分布式声波传感器和分布式温度传感器均与测试光缆的另一端连接。
在步骤202中，通过分布式声波传感器获取井筒各个深度位置的背景噪声数据。
在步骤203中，通过分布式温度传感器获取井筒各个深度位置的背景温度数据。
在步骤204中，对套管和井筒之间的环空进行泄压。
在步骤205中，通过分布式声波传感器获取泄压的过程中的井筒各个深度位置的噪声数据。
在步骤206中，通过分布式温度传感器获取泄压的过程中的井筒各个深度位置的温度数据。
在步骤207中，根据背景噪声数据以及噪声数据确定第一疑似泄漏位置。
在步骤208中，根据背景温度数据以及温度数据确定第二疑似泄漏位置。
在步骤209中，当第一疑似泄漏位置和第二疑似泄漏位置之间的距离小于指定值时，确定第一疑似泄漏位置和第二疑似泄漏位置处的井筒存在泄漏点。
综上所述，本发明实施例提供的一种井筒泄漏检测方法，通过先将测试光缆一端下入井筒，分布式声波传感器和分布式温度传感器均与该测试光缆的另一端连接，通过该分布式声波传感器和分布式温度传感器获取井筒各个深度位置的背景噪声数据和温度数据，对套管和井筒之间的环空进行泄压，再通过该分布式声波传感器和分布式温度传感器获取泄压的过程中井筒各个深度位置的噪声数据和温度数据，根据背景噪声数据以及噪声数据确定第一疑似泄漏位置，根据背景温度数据以及温度数据确定第二疑似泄漏位置，当第一疑似泄漏位置和第二疑似泄漏位置之间的距离小于指定值时，确定第一疑似泄漏位置和第二疑似泄漏位置处的井筒存在泄漏点。解决了相关技术中无法确定泄漏点的深度位置的问题，达到了可以确定泄漏点的深度位置的效果。
图3是本发明实施例示出的另一种井筒泄漏检测方法的流程图，该井筒泄漏检测方法可以包括：
在步骤301中，在气井的井口安装井口防喷装置。
井口防喷装置可以用于对井口进行密封，在安装该井口防喷装置前，关闭疑似泄漏井的采气树的阀门，并对采气树泄压后再安装井口防喷装置。其中井口防喷装置上还可以安装一个压力表，该压力表可以记录泄压前井筒的压力值和泄压稳定后井筒的压力值。
在步骤302中，将测试光缆与光缆配重连接。
由于光缆本身质量轻，因而可以将光缆下入井筒内的一端与光缆配重连接，保证光缆在下入井筒后快速稳定。
在步骤303中，将测试光缆的一端下入所述井筒，并使测试光缆的一端位于井筒底部的下方的指定距离处。
将安装光缆配重的一端下入井筒的套管鞋以下的6-10米处，其中套管鞋是上端与套管相接，下端具有内倒角并以螺纹或其它方式与引鞋相接的短节，将光缆配重下放至套管鞋以下，可以使检测仪器的检测数据更加全面和精确。也可以将光缆配重下放至井筒内其他深度位置，本发明实施例在此不做限定。
在步骤304中，待测试光缆和光缆配重稳定后，将测试光缆的另一端与分布式声波传感器以及分布式温度传感器连接。
测试光缆可以包括至少一根单模光纤和至少一根多模光纤。其中，可以将至少一根单模光纤与分布式声波传感器连接，构成分布式声波传感器***，该分布式声波传感器***可以获取井下各个深度的噪声数据。可以将至少一根多模光纤与分布式温度传感器连接，构成分布式温度传感器***，该分布式温度传感器***可以获取井下各个深度的温度数据。连接后的分布式声波传感器和分布式温度传感器可以放在固定位置通过测试光缆获得检测数据，而现有技术中的测试仪器是在上提的过程中进行数据检测，操作繁琐。
在步骤305中，通过分布式声波传感器获取井筒各个深度位置的背景噪声数据。
当测试光缆稳定后，测试井筒内当前各个深度位置的噪声数据作为背景噪声数据。
可选的，分布式声波传感器可以通过光纤根据布里渊散射的分布式传感技术得到井筒内不同深度位置的噪声数据。其中分布式声波传感器可以用于检测泄漏点直径小、泄漏量少的泄漏点位置的噪声数据。
其中，布里渊散射的分布式传感技术的传感机理是根据布里渊散射在已知温度、应变系数的情况下测定布里渊散射信号的频移和功率，它具有很多优点,例如损耗较小,能够避免电磁干扰,能够在较远的距离间进行传输等。
在步骤306中，通过分布式温度传感器获取井筒各个深度位置的背景温度数据。
当测试光缆稳定后，测试井筒内当前各个深度位置的温度数据作为背景温度数据。
可选的，分布式温度传感器可以通过光纤根据布里渊散射的分布式传感技术测量多模光纤上井筒内不同深度位置的温度数据。其中分布式温度传感器可以用于检测泄漏点直径大、泄漏量大的泄漏点位置的温度数据。
在步骤307中，对套管和井筒之间的环空进行泄压。
得到背景数据后可以开始对套管和井筒之间的环空进行泄压，可以通过将环空中的气体引向气井的井口进行释放以进行泄压，直至环空内的压力稳定停止。其中将环空中的气体引向气井的井口进行释放是指将环空中的气体通过泄压管线引向气井井口的平台火炬放喷，整个泄压过程也是分布式声波传感器以及分布式温度传感器的检测过程。其中泄压直至环空内的压力稳定停止，可以记录整个泄压的时长，也可以设定泄压时间，如泄压十分钟，分布式声波传感器以及分布式温度传感器检测这十分钟内井筒内的数据变化。本发明实施例在此不作限定。
在步骤308中，根据背景噪声数据以及噪声数据确定第一疑似泄漏位置。
当井筒的第一位置在噪声数据中的噪声与第一位置在背景噪声数据中的噪声的相似度小于噪声阈值时(该部分可以为第一疑似泄漏位置满足的条件)，确定所述第一位置为所述第一疑似泄漏位置。其中，第一位置可以是井筒内任意一个位置。噪声阈值是本领域技术人员可以根据实际情况设定的一个相似度或相似度区间。
在步骤309中，根据背景温度数据以及温度数据确定第二疑似泄漏位置。
当井筒的第二位置在温度数据中的温度与第二位置在背景温度数据中的温度的相似度小于温度阈值时(该部分可以为第二疑似泄漏位置满足的条件)，确定第二位置为第二疑似泄漏位置。第二位置可以是井筒内任意一个位置。温度阈值是本领域技术人员可以根据实际情况设定的一个相似度或相似度区间。图4为分布式温度传感器的检测数据图，如图所示，横坐标为温度，单位是摄氏度，纵坐标为深度，单位是米，实线为背景温度，虚线为泄压过程中检测到的温度，在虚线框k位置可以看出检测的温度数据有一个异常的凸起t，因此虚线框k位置处的深度即为第二疑似泄漏位置。
在步骤310中，当第一疑似泄漏位置和第二疑似泄漏位置之间的距离小于指定值时，确定第一疑似泄漏位置和第二疑似泄漏位置处的井筒存在泄漏点。
可以根据第一疑似泄漏位置和第二疑似泄漏位置确定泄漏点的深度位置。
其中指定值可以是本领域技术人员根据实际情况设定的一个数值或数值区间。
可以通过步骤301至步骤310的方式确定井筒中的一个或多个泄漏点的泄漏点深度。
综上所述，本发明实施例提供的一种井筒泄漏检测方法，通过先将测试光缆一端下入井筒，分布式声波传感器和分布式温度传感器均与该测试光缆的另一端连接，通过该分布式声波传感器和分布式温度传感器获取井筒各个深度位置的背景噪声数据和温度数据，对套管和井筒之间的环空进行泄压，再通过该分布式声波传感器和分布式温度传感器获取泄压的过程中井筒各个深度位置的噪声数据和温度数据，根据背景噪声数据以及噪声数据确定第一疑似泄漏位置，根据背景温度数据以及温度数据确定第二疑似泄漏位置，当第一疑似泄漏位置和第二疑似泄漏位置之间的距离小于指定值时，确定第一疑似泄漏位置和第二疑似泄漏位置处的井筒存在泄漏点。解决了相关技术中无法确定泄漏点的深度位置的问题，达到了可以确定泄漏点的深度位置的效果。
在本发明中，术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
以上所述仅为本发明的一些实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种井筒泄漏检测方法，其特征在于，用于气井的井下套管内的井筒，所述方法包括：
将测试光缆一端下入所述井筒，分布式声波传感器和分布式温度传感器均与所述测试光缆的另一端连接；
通过所述分布式声波传感器获取所述井筒各个深度位置的背景噪声数据；
通过所述分布式温度传感器获取所述井筒各个深度位置的背景温度数据；
对所述套管和所述井筒之间的环空进行泄压；
通过所述分布式声波传感器获取所述泄压的过程中的所述井筒各个深度位置的噪声数据；
通过所述分布式温度传感器获取所述泄压的过程中的所述井筒各个深度位置的温度数据；
根据所述背景噪声数据以及所述噪声数据确定第一疑似泄漏位置；
根据所述背景温度数据以及所述温度数据确定第二疑似泄漏位置；
当所述第一疑似泄漏位置和所述第二疑似泄漏位置之间的距离小于指定值时，确定所述第一疑似泄漏位置和所述第二疑似泄漏位置处的井筒存在泄漏点。
2.根据权利要求1所述的井筒泄漏检测方法，其特征在于，所述对所述套管和所述井筒之间的环空进行泄压，包括：
对所述套管和所述井筒之间的环空进行泄压，直至所述环空内的压力稳定停止。
3.根据权利要求1所述的井筒泄漏检测方法，其特征在于，所述将测试光缆一端下入所述井筒之前，所述方法还包括：
在所述气井的井口安装井口防喷装置。
4.根据权利要求1所述的井筒泄漏检测方法，其特征在于，根据所述背景噪声数据以及所述噪声数据确定第一疑似泄漏位置，包括：
当所述井筒的第一位置在所述噪声数据中的噪声与所述第一位置在所述背景噪声数据中的噪声的相似度小于噪声阈值时，确定所述第一位置为所述第一疑似泄漏位置。
5.根据权利要求1所述的井筒泄漏检测方法，其特征在于，根据所述背景温度数据以及所述温度数据确定第二疑似泄漏位置，包括：
当所述井筒的第二位置在所述温度数据中的温度与所述第二位置在所述背景温度数据中的温度的相似度小于温度阈值时，确定所述第二位置为所述第二疑似泄漏位置。
6.根据权利要求1所述的井筒泄漏检测方法，其特征在于，所述测试光缆包括至少一根单模光纤，所述至少一根单模光纤与所述分布式声波传感器连接。
7.根据权利要求1所述的井筒泄漏检测方法，其特征在于，所述测试光缆包括至少一根多模光纤，所述至少一根多模光纤与所述分布式温度传感器连接。
8.根据权利要求1所述的井筒泄漏检测方法，其特征在于，所述将测试光缆一端下入所述井筒，分布式声波传感器和分布式温度传感器均与所述测试光缆的另一端连接，包括：
将所述测试光缆与光缆配重连接；
将所述测试光缆的一端下入所述井筒；
待所述测试光缆和所述光缆配重稳定后，将所述测试光缆的另一端与所述分布式声波传感器以及所述分布式温度传感器连接。
9.根据权利要求8所述的井筒泄漏检测方法，其特征在于，所述将所述测试光缆的一端下入所述井筒，包括：
将所述测试光缆的一端下入所述井筒，并使所述测试光缆的一端位于所述井筒底部的下方的指定距离处。
10.根据权利要求1至9任一所述的方法，其特征在于，对所述套管和所述井筒之间的环空进行泄压，包括：
将所述环空中的气体引向所述气井的井口进行释放。
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