[发明专利]DAS监测水合物地层水泥环完整性的模拟装置及方法

说明书

本发明涉及一种DAS监测水合物地层水泥环完整性的模拟装置及方法，其中，模拟地层系统包括釜盖和釜体，釜盖和釜体通过压盖螺栓连接；釜盖包括顶部和底部，釜盖的顶部内设有环形的液压油腔，釜盖的底部凸伸有环形凸起，釜盖一侧凸伸有液压油加压口，液压油加压口与液压油腔连通；釜体具有水合物生成室和制冷腔，釜体一侧凸伸有制冷腔入口和制冷腔出口；模拟井筒系统设置于水合物生成室的底部；监测系统与模拟地层系统数据连接；压力控制系统包括第一加压油泵和第一压力表，第一加压油泵与第一压力表串接后与液压油加压口连接；低温控制系统包括制冷液罐，制冷液罐的出口与制冷腔入口连接，制冷液罐的入口与制冷腔出口连接。

技术领域

本发明涉及油气开采技术领域，具体是关于一种DAS(分布式光纤监测声音监测技术)监测水合物地层水泥环完整性的模拟装置及方法。

背景技术

天然气水合物作为一种新型清洁能源，由于其本身分布广泛，储量大与能量密度高的优点，已经成为油气领域的重点关注对象。目前，我国天然气资源的开采仍处于试采阶段，影响天然气水合物商业化开采的主要原因之一就是水泥环完整性。良好的水泥环完整性，可有效封隔地层流体，防止地层流体泄露，但是在天然气水合物开采过程中的温压变化等因素作用下，水泥环完整性被破坏，导致水泥环完整性失效。水泥环完整性失效可能会可能造成套管损坏，甚至引发井涌、井喷等事故，因此为实现天然气水合物商业化的开采，需要一种可以对水泥环完整性进行监测的设备与技术，用以监测发生水泥环完整性失效的位置与程度，帮助油田工作者进行修井等工作。

目前水泥环完整性的监测技术为声波测井、声波变密度测井与水泥胶结测井仪等，但是这些多为单点瞬时监测，难以对水泥环完整性进行实时、连续、全井段监测。

发明内容

针对上述问题，本发明的第一目的是提供一种DAS监测水合物地层水泥环完整性的模拟装置，能够实现实时、连续、全井段监测，适合长距离检测，可满足井下进行实时动态监测的需求。

本发明的第二目的是提供一种DAS监测水合物地层水泥环完整性的监测方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

本发明所述的DAS监测水合物地层水泥环完整性的模拟装置，包括：模拟地层系统、模拟井筒系统、监测系统、压力控制系统与低温控制系统；所述模拟地层系统包括釜盖和釜体，所述釜盖和所述釜体通过压盖螺栓连接；所述釜盖包括顶部和底部，所述釜盖的顶部内设有环形的液压油腔，所述釜盖的底部凸伸有环形凸起，所述环形凸起伸入所述液压油腔内，以使所述釜盖的底部与所述釜盖的顶部紧配合，所述釜盖一侧凸伸有液压油加压口，所述液压油加压口与所述液压油腔连通；所述釜体具有水合物生成室和制冷腔，所述制冷腔绕所述水合物生成室周向设置，所述釜体一侧凸伸有制冷腔入口和制冷腔出口，所述制冷腔入口与所述制冷腔的上部连通，所述制冷腔出口与所述制冷腔的下部连通；所述模拟井筒系统设置于所述水合物生成室的底部；所述监测系统与所述模拟地层系统数据连接，用于对所述模拟地层系统进行监测；所述压力控制系统包括第一加压油泵和第一压力表，所述第一加压油泵与所述第一压力表串接后与所述液压油加压口连接；所述低温控制系统包括制冷液罐，所述制冷液罐的出口与所述制冷腔入口连接，所述制冷液罐的入口与所述制冷腔出口连接，以使所述制冷液罐、所述制冷腔形成闭合的回路。

所述的模拟装置，优选地，所述模拟井筒系统包括玻璃套管和模拟套管，所述玻璃套管和所述模拟套管分别竖直设置于所述水合物生成室内，所述玻璃套管套设在所述模拟套管外，且所述模拟套管上端封堵。

所述的模拟装置，优选地，所述模拟井筒系统包括第一界面开裂模拟井壁和模拟套管，所述第一界面开裂模拟井壁和所述模拟套管分别竖直设置于所述水合物生成室内，所述第一界面开裂模拟井壁套设在所述模拟套管外，且所述模拟套管上端封堵。

所述的模拟装置，优选地，所述模拟井筒系统包括第二界面开裂模拟井壁和模拟套管，所述第二界面开裂模拟井壁和所述模拟套管分别竖直设置于所述水合物生成室内，所述第二界面开裂模拟井壁套设在所述模拟套管外，且所述模拟套管上端封堵。