本发明涉及地下储气库工艺与设备，具体地说，涉及一种盐穴储气库注采运行监测系统及方法。
背景技术：
1、地下储气库是从采出的天然气重新注入地下可储存气体空间而形成的一种人工气田或气藏。盐穴储气库基于盐丘或盐岩地质构造，采用溶盐工艺形成洞穴储存空间来储存天然气，是地下储气库的主要类型之一。该类型储气库具有调峰效率高、短期吞吐量大、垫底气少且可完全回收等优点，在国内外均得到了很好的应用，是满足调峰需求的重要手段。
2、储气盐腔注采运行过程中受到注采交变应力、交变温度及盐岩自身蠕变等因素的影响，在长期工作后很有可能发生盐腔蠕变、沉降、片帮、垮塌和泄露等失稳情况，也可能发生水泥环密封性破坏、注采管柱失效等井筒损坏情况。为了保证盐穴储气库的注采运行安全，需要对盐穴储气库注采运行中的单井参数、地面沉降、注采管柱变形等进行长期稳定监测，以有效评价盐腔稳定性状态、及时指导盐腔安全运行。
3、目前盐穴储气库的运维监测采用的监测手段主要包括：单井井口压力、温度、流量等数据运行参数监测，电式检波器下入监测井下微地震事件，示踪剂密封性监测和声呐腔体形态监测等。但是，目前盐穴储气库的运行监测采用的监测手段普遍为电类传感器及系统，具有适应性弱、容量小、可测参数少、体积质量大、难以布设等缺点，无法实现储气库多尺度、全要素的长期监测，具体表现为各项测试工艺独立，注采工程动态调整不及时，增加了人力及物力成本。
4、针对现有技术的问题，本发明提供了一种盐穴储气库注采运行监测系统及方法。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种盐穴储气库注采运行监测系统，所述系统包含：
2、光纤监测模块，其设置在盐穴储气库的目标井内，用于对盐穴储气库进行多维度实时监测；
3、所述光纤监测模块包含用于对注采井的完井管柱进行变形及破损部位监测的光纤形状感知传感器，其包含：弹性基体、阵列光纤光栅以及外部保护套，其中，所述弹性基体采用记忆金属丝，在记忆金属丝圆心90°的四个方向开槽，以植入光纤光栅组成所述阵列光纤光栅，所述记忆金属丝外层挤塑一层保护套作为所述外部保护套。
4、根据本发明的一个实施例，所述光纤监测模块包含：注采井光纤监测模块，其设置在盐穴储气库的注采井的完井管柱上，为多参量多模光纤组成的铠装光缆，其中，所述多参量多模光纤包含分布式声波传感光纤、分布式温度传感光纤、多根串接所述光纤形状感知传感器和/或光纤压力传感器的传输光纤。
5、根据本发明的一个实施例，所述光纤监测模块包含：围岩监测井光纤监测模块，其设置在盐穴储气库的围岩监测井内，为串接光纤压力传感器的传输光纤组成的铠装光缆。
6、根据本发明的一个实施例，所述光纤监测模块包含：沉降监测井光纤监测模块，其设置在盐穴储气库的沉降监测井内，为串接光纤沉降位移传感器的传输光纤组成的铠装光缆。
7、根据本发明的一个实施例，所述光纤沉降位移传感器包含：顶板、壳体、安装基座、不锈光测杆、灌浆锚头，其中，所述顶板作为地面参考点与所述壳体的顶部连接，所述壳体的底部与所述安装基座连接，设置在所述壳体内部的所述不锈光测杆通过所述安装基座与所述灌浆锚头连接，当地面发生沉降或裂缝时，所述灌浆锚头的位移能够引起所述不锈光测杆的光栅传感信号变化，从而获得实时测量数据。
8、根据本发明的一个实施例，所述系统包含：
9、地面裂缝监测模块，其设置在盐穴储气库的地面裂缝处，为串接所述光纤沉降位移传感器的传输光纤组成的地面裂缝监测光缆；
10、井下微地震监测模块，其设置在盐穴储气库的围岩监测井内，为井下三分量检波器阵列。
11、根据本发明的一个实施例，所述系统包含：复合调制解调仪器，其与所述光纤监测模块连接，用于对多维度实时监测数据进行调制解调，其中，所述复合调制解调仪器具备对分布式声波传感光纤信号、分布式温度传感光纤信号、光纤形状感知传感器信号、光纤沉降位移传感器信号、光纤压力传感器信号的调制解调功能。
12、根据本发明的一个实施例，所述系统包含：地面远程监测设备，其与所述复合调制解调仪器连接，用于对调制解调后的多维度实时监测数据进行数据分析，实现对储气库注采井生产过程参数的长期实时动态监测，注采井管柱变形及可能破损部位监测，注采过程中是否有断层激发和诱发导致的稳定性监测，地面沉降数据监测，地面裂缝数据监测，以方便采取干预措施维持储气库注采井稳定运行。
13、根据本发明的另一个方面，还提供了一种盐穴储气库注采运行监测方法，通过如上任一项所述的系统执行，所述方法包含以下步骤：
14、通过设置在盐穴储气库的目标井内的所述光纤监测模块对盐穴储气库进行多维度实时监测；
15、所述光纤监测模块包含用于对注采井的完井管柱进行变形及破损部位监测的光纤形状感知传感器，其包含：弹性基体、阵列光纤光栅以及外部保护套，其中，所述弹性基体采用记忆金属丝，在记忆金属丝圆心90°的四个方向开槽，以植入光纤光栅组成所述阵列光纤光栅，所述记忆金属丝外层挤塑一层保护套作为所述外部保护套。
16、根据本发明的另一个方面，还提供了一种存储介质，其包含用于执行如上所述的方法步骤的一系列指令。
17、本发明提供了一种盐穴储气库注采运行监测系统及方法，与现有技术相比，具备以下优势：
18、本发明采用的光纤传感可实现盐穴储气库腔体或井筒等注采系统的微泄漏、温度、压力以及地面沉降的长期、稳定、高精度、实时监测，同时具有远程、多参量、大容量和多传感器融合等优点。通过该系统及方法，能够及时发现储气库运行过程中的各种风险的预警信号和信息，确保盐穴储气库长期稳定安全的运行。
19、本发明提出的光纤形状感知传感器，整体结构简洁灵敏，通过设置在弹性基底上的阵列光纤光栅，能够灵敏感知注采井完井管柱在周向以及轴向的变形，还能够对完井管柱上可能破损的位置进行实时监测。
20、本发明提出的光纤沉降位移传感器，整体结构简洁灵敏，通过依次连接的不锈光测杆以及灌浆锚头，能够灵敏感知盐穴储气库内的地面沉降以及地面裂缝，以方便采取修井等干预措施，维持盐穴储气库的稳定运行。
21、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、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
1.一种盐穴储气库注采运行监测系统，其特征在于，所述系统包含：
2.如权利要求1所述的一种盐穴储气库注采运行监测系统，其特征在于，所述光纤监测模块包含：注采井光纤监测模块，其设置在盐穴储气库的注采井的完井管柱上，为多参量多模光纤组成的铠装光缆，其中，所述多参量多模光纤包含分布式声波传感光纤、分布式温度传感光纤、多根串接所述光纤形状感知传感器和/或光纤压力传感器的传输光纤。
3.如权利要求1-2中任一项所述的一种盐穴储气库注采运行监测系统，其特征在于，所述光纤监测模块包含：围岩监测井光纤监测模块，其设置在盐穴储气库的围岩监测井内，为串接光纤压力传感器的传输光纤组成的铠装光缆。
4.如权利要求1-3中任一项所述的一种盐穴储气库注采运行监测系统，其特征在于，所述光纤监测模块包含：沉降监测井光纤监测模块，其设置在盐穴储气库的沉降监测井内，为串接光纤沉降位移传感器的传输光纤组成的铠装光缆。
5.如权利要求4所述的一种盐穴储气库注采运行监测系统，其特征在于，所述光纤沉降位移传感器包含：顶板、壳体、安装基座、不锈光测杆、灌浆锚头，其中，所述顶板作为地面参考点与所述壳体的顶部连接，所述壳体的底部与所述安装基座连接，设置在所述壳体内部的所述不锈光测杆通过所述安装基座与所述灌浆锚头连接，当地面发生沉降或裂缝时，所述灌浆锚头的位移能够引起所述不锈光测杆的光栅传感信号变化，从而获得实时测量数据。
6.如权利要求4-5中任一项所述的一种盐穴储气库注采运行监测系统，其特征在于，所述系统包含：
7.如权利要求1-6中任一项所述的一种盐穴储气库注采运行监测系统，其特征在于，所述系统包含：复合调制解调仪器，其与所述光纤监测模块连接，用于对多维度实时监测数据进行调制解调，其中，所述复合调制解调仪器具备对分布式声波传感光纤信号、分布式温度传感光纤信号、光纤形状感知传感器信号、光纤沉降位移传感器信号、光纤压力传感器信号的调制解调功能。
8.如权利要求1-7中任一项所述的一种盐穴储气库注采运行监测系统，其特征在于，所述系统包含：地面远程监测设备，其与所述复合调制解调仪器连接，用于对调制解调后的多维度实时监测数据进行数据分析，实现对储气库注采井生产过程参数的长期实时动态监测，注采井管柱变形及可能破损部位监测，注采过程中是否有断层激发和诱发导致的稳定性监测，地面沉降数据监测，地面裂缝数据监测，以方便采取干预措施维持储气库注采井稳定运行。
9.一种盐穴储气库注采运行监测方法，其特征在于，通过如权利要求1-8中任一项所述的系统执行，所述方法包含以下步骤：
10.一种存储介质，其特征在于，其包含用于执行如权利要求9所述的方法步骤的一系列指令。
