Мониторинг скважины с помощью средства распределенного измерения

Мониторинг скважины с помощью средства распределенного измерения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к мониторингу продуктивных скважин, таких как нефтегазовые скважины. Такой мониторинг часто называют скважинным мониторингом. В частности, настоящее изобретение относится к скважинному мониторингу с использованием распределенных акустических измерений (РАИ).

Волоконно-оптические датчики становятся признаваемым техническим средством для ряда применений, например геофизических применений. Волоконно-оптические датчики могут иметь различные конфигурации и в обычно используемой конфигурации катушка волокна размещена вокруг сердечника. Таким способом можно изготавливать точечные датчики, такие как геофоны или гидрофоны, для обнаружения в точке акустических и сейсмических данных, а большие группы таких точечных датчиков можно совместно мультиплексировать, используя волоконно-оптические соединительные кабели, чтобы образовывать полностью волоконно-оптическую систему. Пассивное мультиплексирование можно получать полностью оптически, и преимущество его заключается в том, что не требуются электрические соединения, что дает большое преимущество в условиях агрессивной среды, в которой электрическое оборудование легко выходит из строя.

Волоконно-оптические датчики находят применение при скважинном мониторинге, и является известным расположение группы геофонов в скважине или вокруг нее для обнаружения сейсмических сигналов с целью лучшего понимания локальных геологических условий и процесса добычи. Проблемой, связанной с таким подходом, является то, что геофоны обычно относительно большие, и поэтому размещение их вниз по скважине является трудным. В дополнение к этому геофоны обычно имеют ограниченный динамический диапазон.

В международной заявке WO2005/033465 описана система скважинного акустического мониторинга с использованием волокна, имеющего некоторое количество периодических возмущений показателя преломления, например брэгговских решеток. Акустические данные выводятся из волокна частями и используются для мониторинга скважинных условий.

Имеются многочисленные различные процессы, связанные с пластом и работой продуктивной скважины. Чтобы образовать скважину, обычно буровую скважину пробуривают до пласта породы и обсаживают обсадной колонной. Внешнюю сторону обсадной колонны можно заполнять цементом с тем, чтобы предотвращать загрязнение водоносного горизонта и т.д. в момент, когда начинается движение жидкости. После того как ствол скважины пробурен и обсажен, обсадную колонну обычно перфорируют. Перфорирование включает в себя отстрел ряда перфорационных зарядов, то есть кумулятивных зарядов, внутри обсадной колонны, которые создают перфорационные каналы в обсадной колонне и цементе, продолжающиеся в пласт породы. По завершении перфорирования в некоторых скважинах необходимо образовывать трещины в породе, чтобы создавать пути проникновения потоков нефти/газа. Обычно породу разрывают в процессе выполнения гидроразрыва, закачивая под высоким давлением жидкость, такую как вода, вниз по стволу скважины. Поэтому эта жидкость нагнетается под давлением в перфорационные каналы и в тот момент, когда достигается достаточное давление, вызывает гидроразрыв породы. Твердые частицы, такие как песок, обычно добавляют в жидкость, чтобы он застревал в образуемых трещинах и поддерживал их раскрытыми. Такие твердые частицы называют расклинивающим наполнителем. Скважину можно перфорировать в нескольких секциях, начиная с самой верхней секции скважины, отсчитываемой от устья скважины. Поэтому, когда секция скважины должна перфорироваться, ее можно изолировать заглушкой на то время, когда перфорируют следующую секцию.

После завершения всех перфорационных работ заглушки можно разбурить и установить эксплуатационную насосно-компрессорную колонну. Песчаные фильтры и/или гравийные набивки можно размещать для фильтрации притока и пакеры можно помещать между эксплуатационной насосно-компрессорной колонной и обсадной колонной. При недостаточном пластовом давлении может возникнуть необходимость устанавливать в скважины оборудование для механизированной эксплуатации скважин.

После заканчивания системы скважина-пласт можно начинать добычу продукта.

Таким образом, во время строительства скважины выполняют многочисленные скважинные процессы, и обычно имеется очень мало информации относительно того, что происходит в нижней части скважины. В устье скважины можно осуществлять мониторинг условий, таких как расход материала, поступающего в скважину и из скважины. Расстояние в буровой скважине можно определять путем измерения длины развертываемого кабеля, прикрепляемого к детали установки. Однако очень трудно получать обратную связь с места выполнения самого процесса. Скважинные условия обычно являются агрессивными и особенно, например, при выполнении гидроразрыва и перфорирования. Кроме того, даже когда скважина закончена, имеется необходимость в проведении различных испытаний и мониторинга, для чего часто требуется прекращать добычу и развертывать спускаемые на кабеле каротажные приборы.

Задача настоящего изобретения заключается в создании усовершенствованных систем и способов скважинного мониторинга.

Согласно первому аспекту изобретения предложен способ мониторинга скважинного процесса, содержащий опрашивание оптического волокна, размещенного вдоль траектории ствола скважины, для получения распределенных сейсмических измерений; взятие выборок данных, собираемых с множества продольных участков указанного волокна; и обработку указанных данных для обеспечения индикации в реальном времени акустических сигналов, обнаруживаемых по меньшей мере одним продольным чувствительным участком указанного волокна.

Распределенные акустические измерения представляют собой способ волоконно-оптических измерений, альтернативный измерениям точечными датчиками, в соответствии с которым оптически опрашивают отдельный отрезок продольного волокна, обычно с помощью одного или нескольких импульсов, для получения непрерывных измерений вибрационной активности на всем протяжении длины его. Оптические импульсы вводят в волокно, и излучение, рассеиваемое обратно внутри волокна, обнаруживают и анализируют. Большей частью обнаруживают обратное рэлеевское рассеяние. Путем анализа излучения, рассеиваемого обратно внутри волокна, можно эффективно разделять волокно на множество дискретных чувствительных участков, которые могут быть (а могут и не быть) соприкасающимися. В пределах каждого дискретного чувствительного участка механические вибрации волокна, например в результате действия акустических источников, вызывают вариацию количества излучения, которое рассеивается обратно с этого участка. Эту вариацию можно обнаруживать, и анализировать, и использовать для определения показателя интенсивности возмущения волокна на этом чувствительном участке. Используемый в этом описании термин «распределенный акустический датчик» будет означать датчик, содержащий оптическое волокно, которое опрашивается оптически для получения множества дискретных акустических чувствительных участков, распределенных в продольном направлении на всем протяжении волокна, а термин «акустический» будет означать механическую вибрацию любого вида или продольную волну, включая сейсмические волны. Поэтому способ может содержать введение серии оптических импульсов в указанное волокно и обнаружение волокном излучения обратного рэлеевского рассеяния; и обработку обнаруживаемого излучения обратного рэлеевского рассеяния для получения множества дискретных продольных чувствительных участков волокна. Отметим, что используемый в этой заявке термин «оптический» не ограничен видимым спектром, и оптическое излучение включает в себя инфракрасное излучение и ультрафиолетовое излучение.

Отдельный отрезок волокна обычно является одномодовым волокном, и предпочтительно, чтобы он был свободен от любых зеркал, отражателей, решеток или (в отсутствие любого внешнего воздействия) любого изменения оптических свойств на всем протяжении его длины, то есть чтобы отсутствовала любая расчетная оптическая вариация на всем протяжении его длины. Этим обеспечивается преимущество, заключающееся в том, что можно использовать немодифицированный по существу непрерывный отрезок стандартного волокна, при этом требуется небольшая или не требуется модификация или подготовка к использованию. Подходящая распределенная акустическая измерительная система описана, например, в документе GB2442745, содержание которого включено в эту заявку путем ссылки. Такой датчик можно рассматривать как полностью распределенный или «внутренний» датчик, поскольку в нем используется обрабатываемое собственное рассеяние, присущее оптическому волокну, а измерительная функция распределена на протяжении всего оптического волокна.

Поскольку волокно не имеет разрывов, длину и размещение отрезков волокна, соответствующих каждому каналу, определяют опрашиванием волокна. Их можно выбирать в зависимости от физической структуры волокна и скважины, мониторинг которой осуществляют, а также в зависимости от требуемого типа мониторинга. Таким образом, расстояние вдоль волокна или глубину в случае по существу вертикальной скважины и длину каждого отрезка волокна, или разрешение каналов, можно легко менять выдачей установки опрашивающему устройству на изменение длительности входных импульсов и коэффициента заполнения входных импульсов без каких-либо изменений волокна. Например, распределенные акустические измерения можно выполнять продольным волокном длиной 40 км, разделяя обнаруживаемые данные на отрезки длиной 10 м. При типичном скважинном применении длина волокна в несколько километров является обычной, то есть волокно проходит на всем протяжении длины всей буровой скважины и разрешение каналов продольных чувствительных участков волокна может быть порядка 1 м или нескольких метров. Как упоминается ниже, пространственное разрешение, то есть длину отдельных чувствительных участков волокна и распределение каналов можно изменять во время использования, например, в ответ на обнаруживаемые сигналы.

В способе настоящего изобретения распределенные акустические измерения применяют для мониторинга скважинного процесса, чтобы получать индикацию в реальном времени акустических сигналов от по меньшей мере одного продольного чувствительного участка волокна в окрестности скважинного процесса. Индикация в реальном времени как термин, используемый в настоящем описании, представляет собой индикацию, которая обеспечивается без какой-либо значительной задержки между сигналом, обнаруживаемым волокном и получаемым в результате индикации. Иначе говоря, индикация представляет собой в большинстве случаев точное представление акустических сигналов, в данный момент обнаруживаемых распределенным акустическим датчиком.

Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что должна быть по существу некоторая небольшая задержка, имеющая место при приеме излучения обратного рассеяния от соответствующего отрезка волокна, поскольку излучение должно распространяться обратно от соответствующей части волокна, где рассеяние происходит, до детектора на конце волокна. Кроме того, чтобы индикация акустических возмущений обеспечивалась, должны быть некоторые небольшие задержки, связанные с работой детектора, взятием выборок из данных и обработкой данных. Однако при распределенных акустических измерениях согласно настоящему изобретению можно обеспечивать индикацию акустических возмущений, обнаруживаемых чувствительными участками волокна без какой-либо значительной задержки. Этого можно достигать, используя доступные для приобретения детекторы и процессоры. В некоторых конфигурациях индикация акустического возмущения может быть получена в течение нескольких секунд или быстрее после фактического возмущения соответствующего отрезка волокна и может быть получена в течение одной секунды или быстрее. В некоторых конфигурациях индикация акустического возмущения может быть получена в течение нескольких десятков или сотен миллисекунд или быстрее (например, в течение 500 мс, 100 мс, 10 мс или быстрее, если исходить из фактического возмущения).

Поскольку способом предоставляется индикация в реальном времени акустических сигналов от по меньшей мере одного продольного чувствительного участка волокна, способом может предоставляться в реальном времени обратная связь, относящаяся к операции скважинного процесса. Большинство скважинных процессов приводит к созданию акустических возмущений. Обнаружение акустических возмущений может дать полезную информацию, относящуюся к операции процесса. Индикацией в реальном времени акустических сигналов можно выявлять наличие проблемы, связанной со скважинным процессом. Кроме того, индикацию также можно использовать в качестве части управления процессом, например, строительство скважины может включать в себя перфорирование секции скважины, гидроразрыв породы вокруг перфорационных каналов и затем помещение заглушки для герметизации этой секции скважины во время перфорирования другой секции. Этот процесс можно повторять несколько раз, чтобы перфорировать различные секции скважины. После завершения всего процесса перфорирования необходимо разбурить заглушки. Обычно процесс бурения выполняют при наличии только ограниченного понимания относительно того, где бурение происходит и как протекает процесс бурения. В то время когда любую отдельную заглушку разбуривают, о ходе бурения можно судить только по сведениям, которые поступают к устью скважины. Настоящее изобретение можно использовать для мониторинга отрезков волокна в окрестности бурения, когда оно продвигается на протяжении скважины. Акустические возмущения при бурении, просто проходящие через свободную секцию скважины, будут отличаться от акустических возмущений, создаваемых в случае, когда при бурении разбуривают заглушку, и поэтому индикацию в реальном времени акустических возмущений можно использовать для управления скоростью или ходом бурения, например для определения момента прекращения бурения в случае, когда пробуривают заглушку. Способ можно также использовать для управления реальной операцией процесса, например, акустическую индикацию можно использовать для определения необходимой корректировки, например, операции бурения.

Акустические сигналы, соответствующие различным скважинным процессам, можно эффективно обнаруживать, при этом предпочтительно, чтобы относящийся к процессу сигнал обратной связи мог предупреждать о потенциальной проблеме и/или мог давать возможность управления процессом. В качестве не создающих ограничений примеров способ можно использовать для мониторинга размещения любого из перфорационных зарядов, отстрела перфорационных зарядов, развертывания прибора или установки, разбуривания заглушек и добычи продукта.

Как упоминалось выше, размещение перфорационных зарядов включает в себя расположение одного или нескольких перфорационных зарядов в скважине для перфорирования секций скважины. Размещение перфорационного заряда в скважине может включать в себя спуск заряда в любую вертикальную секцию и, возможно, перемещение заряда скважинным трактором в любую горизонтальную секцию. В любом случае акустические возмущения, создаваемые при перемещении зарядов, можно использовать для прослеживания местоположений зарядов в скважине и следовательно, получения информации о том, правильно ли расположились заряды. Различные другие скважинные процессы также включают в себя размещение какой-либо установки, например прибора, в скважину для выполнения какого-либо процесса и к тому же правильного развертывания установки, а именно, могут быть важными правильное местоположение, ориентация и/или общая компоновка. Мониторинг процесса развертывания приборов можно осуществлять, используя способ настоящего изобретения, а индикацию в реальном времени акустических сигналов, создаваемых при развертывании прибора, можно использовать для определения момента времени, в который прибор будет правильно развернут.

Кроме того, можно осуществлять мониторинг отстрела перфорационных зарядов. Перфорирование конкретной секции скважины может содержать отстрел некоторого количества перфорационных зарядов из гирлянды таких зарядов. Эти заряды могут отстреливаться последовательно. Предоставление индикации в реальном времени акустических сигналов, создаваемых во время отстрела перфорационного заряда, может позволить идентифицировать проблемы, связанные с перфорированием, такие как неправильный отстрел заряда, неправильное местоположение и/или ориентация заряда, недостаточный перфорационный канал (например, интенсивность сигнала на различных местах может показывать количество энергии, передаваемой в окружающую породу) или проблемы, связанные со скважинной обсадной колонной (например, акустические возмущения после исходного, связанного с перфорированием события, указывающие на разрушение секции скважинной обсадной колонны или окружающего цемента). Это может позволить изменить местоположение или ориентацию гирлянды зарядов до еще одного отстрела или закончить перфорирование, чтобы иметь возможность дальнейшего исследования или ликвидации последствий.

В некоторых скважинах после перфорирования выполняют гидроразрыв, чтобы образовывать трещины породы и создавать пути движения для нефти или газа в скважину. Гидроразрыв включает в себя нагнетание под давлением жидкости в ствол скважины. Жидкость обычно содержит твердый материал, известный как расклинивающий наполнитель, который добавляют для поддержания трещин раскрытыми. Способ настоящего изобретения можно выполнять в течение времени, когда жидкость и расклинивающий наполнитель нагнетают вниз по стволу скважины, и он обеспечивает индикацию в реальном времени происходящего в скважине. Этим оператору дается возможность на основании данных с распределенного акустического измерительного датчика регулировать параметры потока, останавливать поток или по мере необходимости добавлять дополнительный твердый материал.

После завершения строительства скважины можно начинать добычу продукта. Мониторинг потока нефти или газа также можно осуществлять, используя способ настоящего изобретения. Приток флюида, то есть нефти и газа, в эксплуатационную насосно-компрессорную колонну и движение флюида (нефти или газа) внутри эксплуатационной насосно-компрессорной колонны создают акустические возмущения, мониторинг которых можно осуществлять. Индикация в реальном времени акустических сигналов может показывать место, где приток флюида в скважину является наибольшим, и/или по ней можно идентифицировать любые проблемы, такие как вытекание из эксплуатационной насосно-компрессорной колонны или засорение сеток/фильтра. Поэтому мониторингом потока можно привлекать внимание ко всем проблемам, которые могут повлечь за собой временное прекращение добычи, для разрешения проблем. Кроме того, индикацией в реальном времени может обеспечиваться обратная связь, предназначенная для регулирования различных параметров управления, таких как работа насосов или чего-либо подобного.

Однако в общем случае для любого продолжающегося скважинного процесса и особенно для процесса, в котором параметры процесса можно изменять во время процесса, можно извлекать пользу из способа настоящего изобретения.

Предпочтительно, чтобы оптическое волокно было расположено в стволе скважины, в которой выполняют процесс. В одной конфигурации оптическое волокно проходит по внешней стороне скважинной обсадной колонны, хотя в некоторых осуществлениях волокно можно располагать так, чтобы оно проходило внутри обсадной колонны. Оптическое волокно можно прикреплять к скважинной обсадной колонне, когда ее вводят в ствол скважины, а если располагают по внешней стороне обсадной колонны, то впоследствии цементировать по месту в тех секциях скважины, в которых осуществляют цементацию.

Оптическое волокно можно также развертывать внутри обсадной колонны. Волокно можно прикреплять к внутренней стороне стенки обсадной колонны, например удерживать на месте прижимами, или подвешивать на подходящих подвесках на внутренней стороне обсадной колонны. Можно использовать любое подходящее приспособление для крепления к внутренней стороне обсадной колонны. Для мониторинга продуктивного потока кабель можно прикреплять к эксплуатационной насосно-компрессорной колонне, введенной в обсадную колонну, или к части ее.

Поэтому волокно следует по общей траектории ствола скважины и может продолжаться на протяжении всей длины скважинной обсадной колонны. Для мониторинга процесса, который локализуется в конкретной секции ствола скважины, предпочтительно, чтобы волокно продолжалось по меньшей мере дальше в ствол скважины относительно области, в которой выполняют конкретный процесс. Таким образом, во время выполнения процесса волокно можно опрашивать, чтобы получать один или множество, что предпочтительно, акустических чувствительных участков в окрестности процесса (который, например, в случае добычи продукта может охватывать всю длину скважины). Представляющие интерес чувствительные участки обычно можно различать, зная значение длины на всем протяжении волокна и, следовательно, скважины, или можно определять во время фактического выполнения процесса или на основании ранее определенных характеристик процесса. Например, при выполнении перфорирования способ может содержать мониторинг акустических возмущений в волокне, создаваемых на этапе перфорирования. Акустические возмущения во время перфорирования можно использовать для определения участков волокна, которые соответствуют местам перфорирования. Например, участки волокна, на которых имеется наибольшая интенсивность акустических возмущений во время перфорирования, могут соответствовать месту, где отстреливались перфорационные заряды.

Однако в некоторых случаях способ может включать в себя развертывание распределенного акустического измерительного датчика в другой буровой скважине, а не в буровой скважине, в которой выполняют скважинный процесс. Этот распределенный акустический измерительный датчик может находиться в дополнение к распределенному акустическому измерительному датчику, развернутому в буровой скважине, в которой выполняют процесс, и данные со всех датчиков могут использоваться для обеспечения индикации в реальном времени. Данные с двух датчиков можно подвергать корреляции, чтобы получать, например, более точную информацию о местоположении. Однако в некоторых осуществлениях может иметься распределенный акустический измерительный датчик только в другой буровой скважине, например датчик в наблюдательной буровой скважине или в существующей скважине. Распределенный акустический измерительный датчик в другой буровой скважине может быть основан на волокне, которое проложено постоянно, например, на цементированной внешней поверхности обсадной колонны существующей скважины. Однако в некоторых случаях, если такое волокно отсутствует, то может быть желательным развертывание датчика путем развертывания волокна в другой буровой скважине на время мониторинга процесса. В некоторых конфигурациях оптическое волокно может быть развернуто вместе с другими приборами или установками, например спускаемой на кабеле каротажной установкой. Такая установка уже может включать в себя одно или несколько оптических волокон, которые при использовании развертывают для связи между прибором и устьем скважины. Распределенный акустический измерительный датчик может быть реализован с использованием такого волокна, либо в качестве резервного волокна, либо путем мультиплексирования передачи данных и опросов распределенного акустического измерительного датчика, например, по времени или длине волны. Распределенный акустический измерительный датчик, развертываемый как часть спускаемого на кабеле каротажного прибора, можно использовать в представляющей интерес буровой скважине, но ясно, что этим можно ограничить процессы, мониторинг которых можно осуществлять, и потенциально протяженность ствола скважины, в котором можно осуществлять мониторинг. Поэтому для новой скважины является предпочтительным кабель, который развертывают по существу на всем протяжении длины ствола скважины и который не мешает строительству или работе скважины.

Данные с датчика, развертываемого в другой буровой скважине, а не в буровой скважине, в которой выполняют скважинный процесс, можно использовать для мониторинга бурения новой скважины. При бурении новой буровой скважины в ней еще нет волокна на соответствующем месте для мониторинга процесса бурения. В этом случае для мониторинга процесса бурения в по меньшей мере одной существующей скважине можно осуществлять мониторинг волокна. Он может быть просто предупреждающим звуком, возникающим, если сигналы, указывающие на то, что новая скважина находится слишком близко к существующей скважине, или он на самом деле может быть мониторингом развития процесса бурения.

Индикация в реальном времени акустических сигналов может содержать звуковой сигнал, представляющий акустические сигналы, обнаруживаемые по меньшей мере одним продольным участком волокна в окрестности скважинного процесса. Иначе говоря, акустические сигналы с одного или нескольких соответствующих отрезков волокна могут быть воспроизведены на подходящем звуковоспроизводящем устройстве. При наличии звукового сигнала обратной связи о действительно происходящем в стволе скважины персонал получает возможность управлять процессом.

Например, если способ используют для мониторинга процесса бурения, например разбуривания заглушки, акустические возмущения с отрезка волокна в окрестности бурения можно воспроизводить на звуковоспроизводящем устройстве. По мере продвижения бурения через скважину соответственно может меняться отрезок волокна, с которого выводится звуковой сигнал. Звуковое воспроизведение фактически позволяет оператору прослушивать звук бурения, несмотря на то, что оно может производиться глубоко под землей в агрессивной среде. Прослушивание звука бурения позволяет определять момент встречи бура с заглушкой и продолжительность нахождения бура в заглушке. Кроме того, воспроизведение звука в реальном времени может обеспечивать раннюю индикацию любых проблем, встречающихся во время бурения, и может также позволять идентифицировать характер проблемы.

Во время гидроразрыва пласта поток жидкости и расклинивающего наполнителя будет создавать фоновый шумовой сигнал, а при растрескивании будут создаваться сигналы переходных процессов с относительно высокой интенсивностью, которые для операторов будут звуками, аналогичными треску. Поэтому оператор, прослушивающий сигналы, образующиеся в акустическом канале волокна возле места индивидуального перфорирования, будет обеспечиваться в реальном времени звуковым сигналом обратной связи о потоке расклинивающей жидкости и любых образующихся в результате трещин, возникающих на месте этого гидроразрыва.

Как упоминалось, условия в глубоком стволе скважины могут быть очень агрессивными и особенно в продолжение этапов строительства скважины. Поэтому на практике помещение отдельно взятого датчика в ствол скважины при выполнении различных процессов в стволе скважины до настоящего времени фактически не производили. В способе настоящего изобретения используют волоконную оптику, которую можно располагать на внешней стороне скважинной обсадной колонны, чтобы во время скважинного процесса получать скважинный датчик в стволе скважины.

В дополнение к или как вариант к обеспечению воспроизведения звука индикация в реальном времени может содержать индикацию интенсивности акустических сигналов, обнаруживаемых по меньшей мере одним продольным чувствительным участком волокна в окрестности скважинного процесса. Интенсивность в одном или нескольких выбранных представляющих интерес каналах, то есть отрезках волокна, может быть отображена на подходящем дисплее.

Имеются различные способы, в соответствии с которыми можно отображать интенсивность в выбранных каналах. Например, для всех каналов на дисплее можно отображать в виде гистограммы текущую интенсивность, максимальную интенсивность и/или среднюю интенсивность акустических сигналов на протяжении заданного или выбранного периода времени. Дополнительно или как вариант индикация в реальном времени может содержать водопадный график, представляющий интенсивность в цветных или полутоновых градациях и отображающий интенсивность в каждом канале в зависимости от времени.

Кроме того, способ может обеспечивать выполнение частотного анализа данных, а индикация в реальном времени может содержать индикацию частоты акустических сигналов, обнаруживаемых по меньшей мере одним продольным участком волокна в окрестности скважинного процесса. Индикация частоты может содержать диаграмму в виде гистограммы текущей, максимальной или средней частоты в зависимости от номера канала и/или водопадный график, описанный выше, с частотой, представленной в цветных или полутоновых градациях. В дополнение или как вариант индикация может содержать индикацию интенсивности в пределах конкретной полосы частот, а способ может включать в себя разделение данных из продольных чувствительных участков волокна на одну или несколько спектральных полос. Иначе говоря, данные можно фильтровать с тем, чтобы включать только акустические возмущения с частотами в пределах частотного диапазона конкретной полосы. В некоторых ситуациях анализ данных в спектральной полосе может более ясно обозначить акустическое различие между различными каналами.

Благодаря представлению интенсивности и/или частоты из выбранных каналов оператор может определять, имеется ли значительная активность в любом конкретном канале. Для обнаружения местоположения прибора или перфорационного заряда в стволе скважины мониторинг возмущений, создаваемых при перемещении прибора/заряда, можно осуществлять путем рассмотрения интенсивностей в различных каналах.

Например, во время разбуривания заглушки можно ожидать акустических возмущений на конкретной частоте или в пределах конкретной полосы частот, обусловленных работой бура. Мониторинг этой частоты или частотной полосы может давать указание относительно места и/или характеристик бурения.

Предоставлением звуковой индикации данных от распределенного акустического измерительного датчика и/или предоставлением индикации интенсивности и/или частоты данных обеспечиваются полезные данные обратной связи, которые могут формироваться быстро без излишней непроизводительной обработки.

Однако в дополнение или как вариант этап обработки указанных данных может содержать анализ данных для обнаружения представляющего интерес события, а индикация в реальном времени может содержать индикацию этого указанного обнаруживаемого события. Представляющее интерес событие может быть определенным событием, которое можно ожидать при нормальном проведении процесса, или событием, которое указывает на проблему, связанную с процессом. Обнаружение представляющего интерес события может содержать анализ данных для по меньшей мере одной заранее заданной акустической характеристики. Представляющее интерес событие может иметь по меньшей мере одну особую акустическую характеристику, связанную с событием. Например, событие может содержать один или несколько конкретных образцов интенсивности и/или частоты. Эта акустическая характеристика может действовать как «акустический отпечаток», так что обнаружение характеристики является указанием на то, что конкретное событие произошло. Поэтому способ может содержать анализ данных для обнаружения присутствия такой акустической характеристики. По этой причине индикация в реальном времени может содержать индикацию того, произошло или нет представляющее интерес событие.

Способ может также содержать этап регулирования параметров опроса для смены участков волокна, с которых берут выборки. Иначе говоря, способ может включать в себя взятие выборки из первого набора продольных чувствительных участков в первый момент времени и затем взятие выборки из второго набора других продольных чувствительных участков во второй момент времени. Отрезок волокна, соответствующий одному из продольных чувствительных участков из первого набора, может содержать участки из двух продольных участков волокна из второго набора. Размеры продольных чувствительных участков волокна в первом наборе и втором наборе могут быть различными. Параметры опроса могут изменяться адаптивно в ответ на образуемые акустические данные. Например, мониторинг всего волокна в продолжение добычи продукта можно осуществлять, используя первый размер продольного участка, например, отрезки длиной 20 м. Если в конкретном месте скважины значительное изменение сигнала происходит неожиданно, параметры опроса можно изменять, чтобы уменьшать размер чувствительных участков, например, до отрезков длиной 1 м для получения более высокого разрешения. Однако в этом случае более высокое разрешение может требоваться только в области вблизи представляющего интерес места. Поэтому необходимо обрабатывать только возвратные сигналы из области вблизи представляющего интерес места. Этим можно уменьшать объем обработки, необходимой для поддержания поступления данных в реальном времени.

Как упоминалось выше, способом предоставляются данные в реальном времени, которые можно использовать в способе управления скважинным процессом. Такой способ управления может содержать выполнение скважинного процесса; мониторинг скважинного процесса с использованием способа, описанного выше; и регулирование операции процесса сообразно обстоятельствам в ответ на индикацию в реальном времени акустических сигналов. Параметры процесса могут регулироваться оператором в ответ на указанную индикацию или в некоторых конфигурациях по меньшей мере один параметр скважинного процесса может регулироваться автоматически в ответ на индикацию в реальном времени.

Согласно еще одному аспекту настоящее изобретение относится к компьютерному программному продукту, который при прогоне на соответствующим образом запрограммированном компьютере или процессоре, соединенном с контроллером или содержащем в составе контроллер для оптического опрашивающего устройства или скважинной волоконной оптики, выполняет способ, описанный выше.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложен способ выполнения скважинной операции, содержащий выполнение скважинного процесса; прием в реальном времени сигнала обратной связи с акустическими данными со скважинного распределенного датчика, относящегося к операции указанного процесса; и управление указанным скважинным процессом на основании указанного сигнала обратной связи с акустическими данными. Таким образом, способ относится к управлению скважинными процессами на основании данных в реальном времени, относящихся к акустическим сигналам со скважинного распределенного акустического измерительного датчика. Способ из этого аспекта изобретения обладает всеми преимуществами и может использоваться во всех тех осуществлениях, которые описаны выше.

Изобретение также относится к системе для мониторинга скважинного процесса, при этом указанная система содержит устройство опрашивания волоконной оптики, выполненное с возможностью получения распределенных акустических измерений на основании оптического волокна, размещенного вдоль траектории ствола скважины; устройство взятия выборок, размещенное для взятия выборок из выходных сигналов множества каналов указанного опрашивающего устройства для получения в реальном времени акустических данных с множества