一种主动声源套管外光缆定位装置、定位方法、射孔方法与流程

本发明属于油田地质勘探，具体涉及一种主动声源套管外光缆定位装置、定位方法、射孔方法。

背景技术：

1、经过不断的技术更新，光纤传感技术日益成熟，尤其全分布式光纤传感具有抗电磁干扰、损耗低、抗辐射、体积小及易布设等独特的优势，油井在建设-生产-废弃全寿命周期需要不断进行油井状况诊断，以便应对可能出现的事故，同时“数字油井”、“智慧油田”的建设也需要不断采集油井动态数据。分布式光纤传感可以实现对油井应力、应变、温度、位移、振动等进行全方位、不间断嵌入式无损监测，提供油井动态监测所需的数据。

2、分布式光纤布设方式有随绞车临时起下、油管外固定布设、爬行器布设、高压泵送等方式，但是只能进行注采剖面监测、产出监测、油管泄露监测等方面的应用。只有进行套管外固定布设才能不间断的、长期甚至永久进行监测，尤其是实施同井压裂实时监测及压裂方案优化、邻井压裂效果检测、产层动态永久监测、井筒漏失动态监测、固井状态动态评估等具有天然的优势，能够实时提供井筒动态参数，识别井下变化，从而缓解或解决储层以及井筒出现的问题，避免小问题发展成不可逆转的大问题。

3、光纤传感光缆设置在套管外，通过套管下入井中，在套管下井的过程中，光纤传感光缆会随着套管的下井运动会存在转动、移位等；如果进行射孔作业就存在将光纤传感光缆射断的风险，因此需要准确获得套管外光纤传感光缆走向以避光纤传感光缆射孔。

4、中国专利：cn114837655a公开了一种油气测井光纤的定位方法及装置，方法包括：(1)从压裂及采油厂获取射孔压裂井段；(2)将放射性同位素放入第一卡环、第二卡环内的放射源仓中；(3)在下井光缆a处，将第一卡环固定在光缆保护槽内；(4)根据步骤(1)获得的射孔压裂井段长度，在距离a处射孔压裂井段长度的b处，将第二卡环固定在光缆保护槽内；(5)光缆下入完成后，测量本井的伽马射线，确定第一卡环、第二卡环的位置并确定光缆在套管内的位置；(6)根据步骤(5)获得的光缆在套管内的位置，确定压裂射孔方位。

5、但是该专利中使用了放射性同位素，放射性同位素存在污染环境的危险，放射性同位素在工作时有一个放射范围，测量该放射性同位素发射的射线时位置不够精确，况且地层中自带的放射性射线也会对该放射性同位素的测量造成影响，导致测量的位置不准确。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种主动声源套管外光缆定位装置、定位方法、射孔方法，本发明的一种主动声源套管外光缆定位装置测量克服了放射性同位素具有的污染环境和测量位置不准确的缺陷，具有测量位置精度高，测量效果好的优点。

2、本发明包括如下技术方案：

3、本发明第一方面提供了一种主动声源套管外光缆定位装置，包括光纤传感光缆、光纤传感器光缆保护卡、套管、接箍和位置采集仪器，所述套管至少包括两个接箍，所述接箍都固定连接光纤传感器光缆保护卡，所述所述光纤传感器光缆保护卡内设置有定位声源，所述定位声源连接所述光纤传感光缆；

4、所述套管内设置所述位置采集仪器，所示位置采集仪器包括光纤定位测井仪、陀螺仪、遥传伽马测井仪和磁定位测井仪；所述光纤定位测井仪用于接收定位声源发射的声源信号，并通过和陀螺仪配合确定定位声源的方位；所述遥传伽马测井仪和磁定位测井仪共同配合确定所述定位声源的深度。

5、进一步地，所述所述光纤定位测井仪包括接收换能器，所述接收换能器设置多个，多个接收换能器环绕设置在光纤定位测井仪上。

6、进一步地，所述定位声源包括声源换能器和密封承压外壳，所述密封承压外壳连接所述光纤传感器光缆保护卡，所述密封承压外壳内设置有集成控制电路，所述集成控制电路激发所述声源换能器发射声源信号。

7、进一步地，将光纤传感光缆最底端做密封处理后固定在套管外壁上。

8、进一步地，所述位置采集仪器还包括测量杆，所述光纤定位测井仪、陀螺仪、遥传伽马测井仪和磁定位测井仪均固定设置在所述测量杆上。

9、进一步地，所述测量杆上设置有上扶正器和下扶正器。

10、进一步地，还包括下放线，所述下放线连接所述测量杆，所述下放线将测量杆下放到所述套管内。

11、进一步地，所述测量杆上设置有防转短节。

12、本发明第二方面提供了一种主动声源套管外光缆定位方法，包括权利要求上述所述的一种主动声源套管外光缆定位装置，包括以下步骤：

13、s100：将套管下放到井下；

14、s200：完成套管入井作业后进行固井作业；

15、s300：将位置采集仪器下放到所述套管内，位置采集仪器下放至井底或者射孔段；

16、s400：缓慢上提位置采集仪器，所述光纤定位测井仪接收定位声源发射的声源信号，并通过和陀螺仪配合确定定位声源的方位，同时所述遥传伽马测井仪和磁定位测井仪共同配合确定所述定位声源的深度；至少获得两个定位声源的方位和深度；

17、s500：通过至少两个定位声源的方位和深度绘制井下光纤传感光缆的走向图。

18、本发明第三方面提供了一种射孔方法，包括权利要求上述所述的一种主动声源套管外光缆定位装置，包括以下步骤：

19、s100：将套管下放到井下；

20、s200：完成套管入井作业后进行固井作业；

21、s300：将位置采集仪器下放到所述套管内，位置采集仪器下放至井底或者射孔段；

22、s400：缓慢上提位置采集仪器，所述光纤定位测井仪接收定位声源发射的声源信号，并通过和陀螺仪配合确定定位声源的方位，同时所述遥传伽马测井仪和磁定位测井仪共同配合确定所述定位声源的深度；至少获得两个定位声源的方位和深度；

23、s500：通过至少两个定位声源的方位和深度绘制井下光纤传感光缆的走向图；

24、s600：根据光纤传感光缆的走向图确定射孔方位并射孔。

25、采用上述技术方案，本发明包括如下优点：

26、1、本发明的一种主动声源套管外光缆定位装置通过设置定位声源和位置采集仪器，通过位置采集仪器准确获得定位声源的位置，通过定位声源的位置准确确定光缆的位置，保证射孔的安全性。

27、2、本发明将光纤传感光缆最底端做密封处理后固定在井下套管外壁上，保证在套管下放过程中光纤传感光缆不发生纵向位移，保证测量位置的精度。

28、3、本发明通过定位生源和生源信号采集仪器，能够精确的获得声源信号的位置，通过生源信号的位置得出光纤传感光缆上至少两个点的位置，通过该两个点的位置获得光纤传感光缆的位置，为射孔提供了参考，保证射孔的精确度。

29、4、本发明的一种主动声源套管外光缆定位装置测量克服了放射性同位素具有的污染环境和测量位置不准确的缺陷，具有测量位置精度高，测量效果好的优点。

30、5、本发明通过使用定位生源的位置来获得光纤传感光缆的位置，而不是直接通过光纤传感光缆本身的声传导特性来测位置，具有不受光纤传感光缆本身发射频率的限制的优点，提高了测量的精确度。

31、6、本发明适用范围广，包括直井、斜井、水平井在内的各种井型的套管外光纤传感光缆作业，准确定位套管外光纤传感光缆具体深度、地理方位以及走向等。

32、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书及附图中所指出的结构来实现和获得。