分布式光纤声波传感技术优化煤层气水力压裂微震震源定位 被引量：3

1

作者 华豪 程冰洁 +3 位作者 徐天吉 严震乾 高波 何成 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第2期191-204,共14页

【目的】为了达到安全且高效的压裂效果,通常需要对储层压裂过程实现及时、准确的微地震监测,用于分析和评估压裂效果。【方法】通过在煤层气储层钻井的套管外永久式地布置光纤,实现了基于分布式光纤声波传感技术(distributed optical f... 【目的】为了达到安全且高效的压裂效果,通常需要对储层压裂过程实现及时、准确的微地震监测,用于分析和评估压裂效果。【方法】通过在煤层气储层钻井的套管外永久式地布置光纤,实现了基于分布式光纤声波传感技术(distributed optical fiber acoustic sensing,DAS)进行全井段、宽方位、高密度煤层水力压裂改造过程微振动的实时监测,并进一步提出了一种基于波形走时信息和震源约束映射算法的微震源定位新方法。首先,通过计算光纤采集数据中道间相似系数识别有效微震事件。其次,根据P波和S波波形顶点获得在光纤中的入射位置,并采用长短时差能量比法获取波形走时差用于确定微震事件距光纤的空间距离。最后,结合入射光纤位置和震源距监测光纤距离进行震源约束映射定位。【结果和结论】结果表明:光纤采集过程中,DAS对于地震波具有很强的方向敏感性。表现为对0°入射角的P波敏感,对90°入射角的P波则基本不敏感;对45°入射角的S波敏感,但对90°入射角的S波不敏感。在噪声强度一致的情况下,基于不同标距长度的波场采样效果显著性顺序为:1 m>10 m>100 m,在噪声强度为300%时,1 m空间采样数据仍能展现出相对连续的波形特征,明显突出50 Hz的震源子波。预测缝网展布走向以NNW-SSE为主,与区域最大主应力方向一致,平台内大部分压裂缝网预测误差在10 m内。在四川盆地川南煤田M井田的应用实践进一步表明,基于约束定位算法得到的预测结果与实验验证结果一致,能够有效指示煤储层压裂缝网区域,对致密、低孔渗油气藏开采效率的提升具有重要意义。 展开更多

关键词 煤层气 水力压裂 微震监测 震源定位 分布式光纤声波传感 约束映射

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高干扰环境下基于分布式光纤声波传感的微弱语音信号检测

2

作者 张晨思 王茂宁 +5 位作者 钟羽中 张建伟 刘严才 闫海卫 王伟 晏世伟 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第2期29-39,共11页

分布式光纤声波传感器(DAS)可用于隧道塌陷事故中的人员搜救、人声信号定位。但在基于DAS的语音活动检测(VAD)中,使用户外采集的真实数据进行语音提取面临着以下问题:受限于嘈杂的现场环境和有限的采集信号方式,收集到的语音易被复杂强... 分布式光纤声波传感器(DAS)可用于隧道塌陷事故中的人员搜救、人声信号定位。但在基于DAS的语音活动检测(VAD)中,使用户外采集的真实数据进行语音提取面临着以下问题:受限于嘈杂的现场环境和有限的采集信号方式,收集到的语音易被复杂强噪声干扰,无法获得干净的语音数据用于监督训练。为了解决上述问题,本文提出一种基于短期自相关特征的算法(ST-ACF)进行语音活动检测,结合了音高信息和自相关函数检测语音帧的相关谐波特征,使得算法在极低信噪比(小于-10 dB)的DAS环境下仍能提取所有有效人声。ST-ACF算法包括预去噪阶段和语音检测阶段。在预去噪阶段,基于对语音音高信息周期性的研究,设计双通道时间窗口,对两类典型噪声进行预去噪。在语音检测阶段,提出一种改进式自相关函数,考虑特征值和变化幅度两个维度,通过其乘积最大化语音和噪音之间的距离,提高了算法对临界数据的处理能力。算法改进后能得到与特征出现频率匹配的最佳频谱窗口,可利用其寻找局部谐波,并通过分析局部谐波区分语音和非语音。实验使用DAS真实数据和NOISEX-92数据集中的6类噪声,采用指标误帧率对算法进行评估。结果表明,ST-ACF在高能噪声环境中表现优异,误帧率仅为19.74%,相较于基线算法提升了5.91%;同时,在DAS数据集上,ST-ACF也表现出最佳性能。总体而言,通过时间窗口和自相关函数的改进,ST-ACF在处理DAS语音数据时表现出色,对不同噪声环境都具有良好的检测性能,展现出应用于多种复杂场景的潜力,拓展了基于分布式光纤语音信号处理方向的研究。 展开更多

关键词 分布式光纤声波传感 语音端点检测 低信噪比 音高信息 自相关函数

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分布式光纤声波传感及其进展研究

3

作者 王龙生 谢欣 +1 位作者 姚猛 邹辉 《光通信研究》 北大核心 2025年第5期98-107,共10页

分布式光纤传感技术以光纤作为传感传输媒介,通过在光纤沿线位置获取声波振幅和相位并进行处理得到其相应信息,具有体积小巧、灵敏度高、本征绝缘、抗电磁干扰和可多路复用等明显优势,因此在声波探测领域得到了广泛应用。文章首先概述... 分布式光纤传感技术以光纤作为传感传输媒介,通过在光纤沿线位置获取声波振幅和相位并进行处理得到其相应信息,具有体积小巧、灵敏度高、本征绝缘、抗电磁干扰和可多路复用等明显优势,因此在声波探测领域得到了广泛应用。文章首先概述了分布式光纤声波传感(DAS)系统的结构及其解调方法,对空间分辨率与传感距离、响应频率和信噪比提升层面发展进程进行了论述。接着介绍了DAS系统在周界安全、地震波探测、铁路监测和电力监测应用领域的发展。最后,对DAS系统的未来进行展望,首先需要注意在保持优良信噪比的情况下尽可能延长距离以及提高精度;其次,需要解决不同场景下应用的适应性问题,以确保工作时具有良好的稳定性;最后,需要探索光纤传感与其他学科多领域结合的方法。 展开更多

关键词 分布式光纤声波传感 瑞利散射 光电探测 相位解调

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利用分布式光纤声波传感器监测大容量气枪震源信号 被引量：6

4

作者 李孝宾 宋政宏 +2 位作者 杨军 曾祥方 王宝善 《地震地质》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期1255-1265,共11页

近年来出现的新型高密度地震观测系统——分布式光纤声波传感器(Distributed Acoustic Sensing,DAS)有望提高地震成像的空间分辨率。为探索该技术在监测介质动态变化方面的应用,在云南省宾川县布设了长约180m的传感光缆,对9.6km外的宾... 近年来出现的新型高密度地震观测系统——分布式光纤声波传感器(Distributed Acoustic Sensing,DAS)有望提高地震成像的空间分辨率。为探索该技术在监测介质动态变化方面的应用,在云南省宾川县布设了长约180m的传感光缆,对9.6km外的宾川大容量气枪震源的激发信号进行了监测。在为期2d的实验期间,对气枪震源进行了24次高重复激发,采用时频域加权相位叠加算法对多炮和多道记录进行叠加处理,得到了高质量的地震波信号,与共址观测的地震仪记录具有较高的一致性。通过此次观测实验,初步验证了利用DAS监测大容量气枪震源信号的可行性,未来有望将其推广应用于高分辨率4D地震成像研究中。 展开更多

关键词 大容量气枪 分布式光纤声波传感 台阵技术

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分布式光纤声波传感微振动响应特征 被引量：3

5

作者 姚艺 王一博 +1 位作者 王伟君 陈凌 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期713-730,共18页

分布式光纤声波传感技术(Distributed Acoustic Sensing, DAS)利用光纤中的瑞利散射来获取振动信息,具有高密度、低成本、可长时监测等优点,目前已经广泛应用于地震勘探领域.DAS系统可用于采集沿光纤轴向的应变或应变率,且DAS响应与地... 分布式光纤声波传感技术(Distributed Acoustic Sensing, DAS)利用光纤中的瑞利散射来获取振动信息,具有高密度、低成本、可长时监测等优点,目前已经广泛应用于地震勘探领域.DAS系统可用于采集沿光纤轴向的应变或应变率,且DAS响应与地震波传播方向和偏振方向有关.本文推导获得了不同震源模型的应变辐射花样,并通过数值模拟获得了不同震源机制和不同布设条件下的分布式光纤微振动数据.理论合成算例结果表明,P波的应变辐射花样和速度辐射花样在各类震源机制条件下都具有较为相似的形态,而S波的两种辐射花样在某些震源机制条件下具有较为明显的形态差异.此外,包含DC(Double Couple,双力偶)成分震源的S波DAS响应记录与常规速度检波器记录相比,极性反转的位置具有较大差异. 展开更多

关键词 分布式光纤声波传感 震源机制 微振动响应特征 速度辐射花样 应变辐射花样

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分布式光纤声波传感系统记录的交通噪声的干涉处理分析 被引量：12

6

作者 曹卫平 黄旭日 +3 位作者 姚海 胡叶正 徐云贵 唐静 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期2530-2539,共10页

分布式光纤声波传感系统(DAS)是近年来迅速发展的高密度、低成本的地震观测设备,已经在基于面波的速度层析反演、反射成像、微地震监测等多个领域显示巨大潜力.本文基于美国加利福尼亚州Garner Valley实验中DAS记录的交通噪声数据,分析... 分布式光纤声波传感系统(DAS)是近年来迅速发展的高密度、低成本的地震观测设备,已经在基于面波的速度层析反演、反射成像、微地震监测等多个领域显示巨大潜力.本文基于美国加利福尼亚州Garner Valley实验中DAS记录的交通噪声数据,分析交通噪声数据特点,并利用地震干涉方法从交通噪声记录提取出近地表传播的面波信息.结果显示,利用记录时长6 s的DAS记录的车辆噪声数据,可以提取与主动源数据信号信噪比略高、特征一致的面波记录.同时,分析比较了互相关干涉、反褶积干涉和互相干干涉三种方法.结果显示三种方法均能从Garner Valley实验中DAS系统记录的公路噪声中有效提取面波信息,其中的互相干干涉和互相关干涉结果具有较高的高信噪比,互相干干涉和反褶积干涉结果有更优的频带宽度. 展开更多

关键词 分布式光纤声波传感系统 地震干涉 交通噪声 面波分析

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基于Simulink的分布式光纤声波传感系统仿真实验 被引量：1

7

作者 尹教建 尹超凡 +3 位作者 孙上饶 曹丹平 王文军 王玉斗 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2022年第9期90-96,共7页

为将原理抽象、系统复杂的分布式光纤声波传感(DAS)系统引入物理实验教学,基于MATLAB/Simulink软件开发了DAS系统仿真实验。首先设计直接探测式DAS系统结构,然后给出激光器数学模型、分布式光纤背向瑞利散射数学模型、扰动施加数学模型... 为将原理抽象、系统复杂的分布式光纤声波传感(DAS)系统引入物理实验教学,基于MATLAB/Simulink软件开发了DAS系统仿真实验。首先设计直接探测式DAS系统结构,然后给出激光器数学模型、分布式光纤背向瑞利散射数学模型、扰动施加数学模型和光电探测器数学模型,最后搭建Simulink仿真实验平台。基于开发的仿真实验,仿真了不同参数下的DAS系统特性,结果表明,随着激光器线宽和频移率的增加,探测信号中的噪声强度近似线性增大,在系统中加入光放大器能够提高探测信号的信噪比,克服光电探测器的噪声干扰。该仿真实验操作简单、现象直观,可以使学生直观地接触光纤传感的前沿技术,更好地理解DAS系统的工作原理与动态特性,激发学生的实验兴趣,提高其编程能力和分析应用能力。 展开更多

关键词 分布式光纤声波传感系统 光纤背向瑞利散射 仿真实验 SIMULINK

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椭圆缠绕式分布式光纤矢量声波传感器技术研究(特邀) 被引量：1

8

作者 范存政 石正宣 +4 位作者 陶禹然 金晗宇 李豪 闫志君 孙琪真 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第4期269-278,共10页

声波传感是一种非接触式的环境探测手段,可应用于地下环境、水下环境探测等多个领域。矢量声波传感技术具有同步共点测量声压和质点振速信息的特性,具有更好的探测性能,逐渐成为了声波传感的热点发展方向。现有矢量声波传感器存在组网困... 声波传感是一种非接触式的环境探测手段,可应用于地下环境、水下环境探测等多个领域。矢量声波传感技术具有同步共点测量声压和质点振速信息的特性,具有更好的探测性能,逐渐成为了声波传感的热点发展方向。现有矢量声波传感器存在组网困难,无法大规模布设的瓶颈,无法满足大范围监测需求。针对该问题,提出了基于椭圆缠绕式光纤矢量声波传感技术,利用不同光纤缠绕角度的方向响应差异性实现不同入射方向声波信号的解耦,实现矢量声波探测。具体来说,基于不同的缠绕角度会改变光缆方向响应的特点,设计了具有周期性多缠绕角椭圆缠绕结构的矢量传感光缆,基于空间匹配的矢量声波解调算法,每个传感单元可利用方向响应的差异性实现矢量声波解耦。为了验证方案可靠性,设计并制备了三缠绕角的矢量传感单元,探测结果表明特定缠绕角度的螺旋结构具有高稳定性的方向响应及高线性的声波响应能力,可实现均方根误差为3.8°的声波入射角监测及误差小于0.15 Pa的矢量声波探测能力。上述研究证明了该方案的可行性,未来可为水下安全监测、油井资源勘探等多个领域提供分布式矢量声波数据,为深地深海探测提供技术支持。 展开更多

关键词 矢量传感 光纤声波传感 分布式声波传感 螺旋缠绕光缆

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基于分布式声波光纤传感技术的岩土勘察方法研究 被引量：1

9

作者 洪成雨 周子平 +3 位作者 娄在明 郭震 谭俊卿 苏栋 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第1期171-178,共8页

为解决城市地铁盾构穿越不良地质勘探时的范围大、精细化困难等问题,依托惠深城际铁路工程,采用分布式声波光纤传感(distributed acoustic sensor,DAS)技术开展城市地下不良地质体大范围、高精度勘探方法研究。首先,研究背景噪声扩展空... 为解决城市地铁盾构穿越不良地质勘探时的范围大、精细化困难等问题,依托惠深城际铁路工程,采用分布式声波光纤传感(distributed acoustic sensor,DAS)技术开展城市地下不良地质体大范围、高精度勘探方法研究。首先,研究背景噪声扩展空间自相关(extended spatial auto correlation,ESPAC)法对地下岩土体信息的反演成像理论方法,通过建立声波光纤动应变与地下剪切波速度场的关联性反演地下岩土体信息及赋存溶洞的位置与规模;然后,结合现场钻孔勘探与电磁波扫描获取的岩土体信息进行系统的对比验证。研究表明:DAS-ESPAC法清晰反演了地下40 m深范围内剪切波速场的分布特征,基于剪切波速场分布进一步反演了地下岩土体分层、类型、规模及空间分布,探明了粉质黏土与灰岩的分界界面,对于溶洞规模与分布反演误差达到1 m级,相关的勘探信息与钻探详勘数据、补勘数据、地球物理勘探数据吻合较好。 展开更多

关键词 分布式声波光纤传感技术 扩展空间自相关法 盾构隧道 地质勘察 地层信息 溶洞

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基于螺旋缠绕光纤的分布式声波传感三分量信号采集机理研究 被引量：5

10

作者 曹丹平 律军军 +2 位作者 孙上饶 马国旗 尹教建 《石油物探》 CSCD 北大核心 2022年第1期60-69,共10页

常规分布式光纤声波传感(DAS)技术利用光纤对轴向应变敏感的特点开展单分量信号采集,在开展三分量振动信号采集时,通常需要对光纤进行螺旋缠绕布置。在采用不同的角度进行缠绕时,光纤的轴向位置必然不同,导致光纤对X,Y,Z 3个方向的振动... 常规分布式光纤声波传感(DAS)技术利用光纤对轴向应变敏感的特点开展单分量信号采集,在开展三分量振动信号采集时,通常需要对光纤进行螺旋缠绕布置。在采用不同的角度进行缠绕时,光纤的轴向位置必然不同,导致光纤对X,Y,Z 3个方向的振动信号具有不同的敏感性。针对上述问题,通过建立单根螺旋缠绕光纤的数学模型,确定了光纤轴向应变的影响因素,推导了螺旋光纤轴向应变与光纤所在位置处3个方向真实应变之间的数学映射关系,定量分析了不同缠绕角度、不同旋转角度条件下三分量振动信号对光纤轴向应变的影响,并采用波动方程模拟的三分量数字信号对螺旋光纤轴向应变所接收到的等效信号进行了验证。分析结果表明,螺旋光纤在轴向方向上采集到的信号强度取决于X,Y,Z三分量信号自身的强度、光纤缠绕角度以及缠绕过程中光纤各点的相对空间位置,随着缠绕角度的增大,螺旋光纤对沿缠绕轴方向的地震波信号敏感性增强,对垂直于缠绕轴方向的信号敏感性减弱,垂直于缠绕轴方向的两个分量地震波信号在数值上呈现出周期性和互补性变化规律,为利用螺旋缠绕光纤开展分布式声波传感三分量振动信号的采集提供了理论基础。 展开更多

关键词 分布式光纤声波传感 三分量振动信号 螺旋缠绕光纤 轴向应变 缠绕角度

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基于孪生网络的人工震源分布式光纤传感数据噪声压制 被引量：11

11

作者 邵婕 王一博 +3 位作者 梁兴 薛清峰 梁恩茂 史树有 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期3599-3609,共11页

受耦合效应和其他诸多因素的影响,野外实际采集的分布式光纤声波传感(Distributed Fiber-optic Acoustic Sensing,DAS)数据的信噪比通常较低.因此,在后续处理之前,需要首先对DAS数据进行去噪处理.传统的基于人工智能监督学习的去噪方法... 受耦合效应和其他诸多因素的影响,野外实际采集的分布式光纤声波传感(Distributed Fiber-optic Acoustic Sensing,DAS)数据的信噪比通常较低.因此,在后续处理之前,需要首先对DAS数据进行去噪处理.传统的基于人工智能监督学习的去噪方法能够对DAS数据中的噪声进行压制,但它需要大量含噪声和无噪声数据进行成组标记,人工标记工作量巨大.为此,本文提出了基于自监督学习孪生网络的DAS地震数据去噪方法.该方法基于自监督学习中的孪生网络结构,采用U-Net网络建立深度学习框架.所提框架通过对输入的含噪声数据进行数据自我特征学习,迭代获取去噪目标函数的最优解,从而实现自监督高精度深度学习去噪网络构建.合成数据和实际资料处理结果表明,本文方法可以有效抑制人工震源DAS采集数据中的随机噪声,显著提高去噪结果的信噪比和同相轴的连续性.此外,本文方法能够避免常规监督学习方法需要进行数据标记的人工工作量,有效提高实际地震数据去噪处理效率. 展开更多

关键词 孪生网络 自监督深度学习 分布式光纤声波传感 随机噪声压制

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分布式声传感型特种光纤结构设计 被引量：9

12

作者 余双勇 衣文索 +2 位作者 陈昊玥 韩冬子 王鑫睿 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期59-69,共11页

分布式光纤声波传感(DAS)是一种新型光纤声感知技术。该技术的作用机理是声学信号在分布式光纤上产生微弱的形变,从而引起光纤折射率的变化。光在传输过程产生相干效应,DAS对于正交分量信号不敏感,很难用一根直的水平光纤探测这类信号... 分布式光纤声波传感(DAS)是一种新型光纤声感知技术。该技术的作用机理是声学信号在分布式光纤上产生微弱的形变,从而引起光纤折射率的变化。光在传输过程产生相干效应,DAS对于正交分量信号不敏感,很难用一根直的水平光纤探测这类信号。本文主要对DAS探测声学信号探测灵敏度进行研究,采用ANSYS仿真软件分析声场对不同物理模型声学信号的感知能力,对物理模型结构最佳方案进行分析,设计出具有对声音高感知能力的物理模型。实验验证结果表明,平均提升了3.94%的信号幅值。经过信号解调去噪处理,得出设计的特种光纤高感知结构可以有效的获得更好的声学信号采集质量。 展开更多

关键词 分布式光纤声波传感 ANSYS仿真 相位敏感光时域反射仪 声学信号

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水平井分布式光纤微地震资料处理与应用

13

作者 陈浩 《断块油气田》 北大核心 2025年第3期463-469,共7页

分布式光纤声波传感(DAS)技术作为一种新型监测手段,在水力压裂中得到了应用。它不仅可以监测流体分布和裂缝扩展,还能检测大量微地震事件。DAS微地震数据具有单分量、波场复杂、信噪比低、数据量大等特点,因此在压裂监测中未能得到有... 分布式光纤声波传感(DAS)技术作为一种新型监测手段,在水力压裂中得到了应用。它不仅可以监测流体分布和裂缝扩展,还能检测大量微地震事件。DAS微地震数据具有单分量、波场复杂、信噪比低、数据量大等特点,因此在压裂监测中未能得到有效利用。结合实际工区的数据分析,文中提出了DAS微地震数据的针对性预处理、事件识别和适用于水平井的事件定位方法,实现了数据的全流程处理,并与同步采集的井中检波器微地震事件从波形、频谱、数量、定位精度等方面进行了对比分析。试验结果表明:DAS微地震数据的事件数量远大于检波器微地震事件,处理后的事件质量与检波器数据质量相当;少数全井段DAS微地震事件定位可靠性要高于检波器微地震事件,证明了DAS技术在水平井压裂微地震监测中的可行性和实用性,为下一步研究如何有效利用大量非全井段的DAS微地震事件奠定了基础。 展开更多

关键词 分布式光纤声波传感 检波器 微地震 处理 定位

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分布式光纤压裂监测技术研究及应用 被引量：6

14

作者 王立歆 路智勇 +3 位作者 杨心超 陈占国 杨小慧 程磊磊 《断块油气田》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1039-1046,共8页

随着页岩油气等非常规油气勘探开发走向深层以及日趋精细化,微地震等传统压裂监测手段愈发无法满足压裂效果评价的精度要求。作为分布式光纤传感(DFOS)技术的最新研究进展,分布式光纤声波传感(DAS)近年来成为国内外压裂监测方向的研究... 随着页岩油气等非常规油气勘探开发走向深层以及日趋精细化,微地震等传统压裂监测手段愈发无法满足压裂效果评价的精度要求。作为分布式光纤传感(DFOS)技术的最新研究进展,分布式光纤声波传感(DAS)近年来成为国内外压裂监测方向的研究热点。文中介绍了井下光缆布设、光缆深度标定、DAS信号处理、压裂期间DAS响应提取和解释的方法,并结合涪陵地区某页岩气井组的套管外光纤压裂监测实例,展示了DAS技术给非常规油气水力压裂监测带来的新视角和新认识,为我国压裂监测新技术的发展和推广应用提供参考。 展开更多

关键词 水力压裂 分布式光纤声波传感 压裂监测 页岩油气

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基于分布式光纤同井微振动监测数据的页岩气水平井压裂微地震震源位置成像 被引量：6

15

作者 梁兴 王一博 +3 位作者 武绍江 梁恩茂 史树有 张朝 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期4846-4857,共12页

水力压裂是进行非常规油气资源开发的核心技术.微地震监测技术可以对水力压裂储层改造过程进行监测和评估,为安全高效压裂施工提供技术保障.近年来,分布式光纤声波传感(Fiber-optic Distributed Acoustic Sensing,DAS)技术开始应用于水... 水力压裂是进行非常规油气资源开发的核心技术.微地震监测技术可以对水力压裂储层改造过程进行监测和评估,为安全高效压裂施工提供技术保障.近年来,分布式光纤声波传感(Fiber-optic Distributed Acoustic Sensing,DAS)技术开始应用于水力压裂人造裂缝监测,并展示出巨大的潜力.我们将光纤永置式布设于页岩气储层水平井套管外,同时在该监测井实施水力压裂,实现了基于水平井DAS的水力压裂过程同井微振动实时监测.同井监测时,监测井与压裂改造区距离较近,垂直于监测井方向的采集方位角较窄,导致基于扫描叠加原理的常规震源位置成像结果分辨率较差;此外,原始数据波形通常存在极性反转现象,对波形叠加成像的准确性有一定影响.本文提出了基于波形包络和混合成像条件的震源位置成像方法,可以有效提高微地震震源位置成像的精度.合成数据算例表明本文提出的新方法具有以下两点优势:①使用波形包络可以避免原始数据波形极性反转对成像准确性的影响;②使用混合成像条件可以压制成像假象,并提升震源位置成像分辨率.本文对昭通页岩气储层水力压裂人造裂缝监测的实际数据进行了分析,结果表明本文提出的新方法能够提高同井DAS监测微地震震源位置成像的空间分辨率和准确性. 展开更多

关键词 页岩气储层 水力压裂 分布式光纤声波传感 同井监测 微振动 震源位置成像

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基于DAS探测的动态缆紧固状态监测研究

16

作者 孙红军 郭诗然 +3 位作者 蒋雪蕾 安博文 陈元林 王庆松 《光通信研究》 北大核心 2025年第5期108-113,共6页

【目的】深远海浮式风机的动态缆从海面入海直至敷埋于海床,动态缆的可靠性对于浮式风机的安全稳定运行至关重要。文章针对动态缆紧固点的监控难题,提出了一种有效的解决方案,并验证了其在实际应用中的效果。【方法】为了实现这一目标,... 【目的】深远海浮式风机的动态缆从海面入海直至敷埋于海床,动态缆的可靠性对于浮式风机的安全稳定运行至关重要。文章针对动态缆紧固点的监控难题,提出了一种有效的解决方案,并验证了其在实际应用中的效果。【方法】为了实现这一目标,采用分布式光纤测温和声波探测技术,以获取动态缆沿线的温度和扰动信息,这些数据为后续的分析和处理提供了基础;利用沿线温度特征实现了监测点的空间定位,将浮式风机上弯点、浮筒点和锚链点确定为重点监测位置;对这些监测点的频域特征进行分析和识别,结果显示,3个监测点之间相互识别率达到91%;最终,基于训练得到的识别模型提出了一种利用识别率进行紧固状态异常监测的方法。【结果】文章所提方法能够有效地监测动态缆紧固点的状态变化,并在发现异常情况时及时反应,从而保障了浮式风机的安全稳定运行。【结论】文章所提方法可用于动态缆扰动状态的分析和紧固点状态的在线监测,为深远海浮式风机的运维提供重要的数据支持。通过此方法,运维人员可以及时发现并处理紧固点的故障,保障浮式风机的稳定性和安全性。这为深远海浮式风机的运维提供了重要的技术支持,具有一定的实用价值和推广意义。 展开更多

关键词 动态缆 分布式光纤声波传感 海缆监测 紧固状态判断

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复杂黄土塬区DAS井地联采采集技术及应用 被引量：2

17

作者 陈浩林 张少华 +4 位作者 陈朔 黄建华 高强 许银坡 祁君 《石油地球物理勘探》 北大核心 2025年第3期655-666,共12页

复杂黄土塬对地震波能量的吸收和衰减一直是地球物理学者关注的焦点,该问题使得地震资料提升分辨率和信噪比困难重重,难以满足面向老油区油藏描述和剩余油挖潜的需求。分布式光纤声波传感(Distributed Acoustic Sensing,DAS)多井井地联... 复杂黄土塬对地震波能量的吸收和衰减一直是地球物理学者关注的焦点,该问题使得地震资料提升分辨率和信噪比困难重重,难以满足面向老油区油藏描述和剩余油挖潜的需求。分布式光纤声波传感(Distributed Acoustic Sensing,DAS)多井井地联采技术通过井中接收地震波可降低近地表的吸收和衰减,且具有同源激发、一致性接收、井下小道距、高覆盖等特点,是解决上述问题的重要手段之一。但当前井地联采技术面临的最大问题是复杂地表地震激发点不均匀引起的VSP成像困难,同时存在井地联采方案论证方法缺乏、DAS多井井地同步接收及采集质控技术不成熟等问题。为此,在鄂尔多斯盆地东部某区块,基于“两宽一高”三维地震开展了7口井的DAS 3D-VSP井地联合采集、处理及解释配套技术攻关。作为该技术攻关的第一部分——“采集篇”,针对复杂黄土塬区DAS井地联采技术关键问题进行了系统研究,提出了一种面向VSP成像的扇区法井地联采激发方案论证技术,形成了井地联采均匀激发、DAS多井连续接收及质控配套方法,应用获得了高品质DAS 3D-VSP资料,为多井井地联采3D-VSP偏移成像和井地联合储层预测奠定了高质量资料基础。 展开更多

关键词 黄土塬区 分布式光纤声波传感 井地联采 3D-VSP 扇区法

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DAS和节点地震仪联合探测北京黄庄—高丽营断裂

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作者 吕恒茹 王伟君 +1 位作者 闫坤 茶文剑 《地球物理学报》 北大核心 2025年第6期2201-2215,共15页

城市活动断层是城市可持续发展的潜在破坏因素,准确探测其位置和活动特征对于城市规划和地震危险性评估具有重要意义.本研究采用了分布式光纤声波传感(Distributed Acoustic Sensing,DAS)的密集观测技术,结合传统的三分量节点地震仪,在... 城市活动断层是城市可持续发展的潜在破坏因素,准确探测其位置和活动特征对于城市规划和地震危险性评估具有重要意义.本研究采用了分布式光纤声波传感(Distributed Acoustic Sensing,DAS)的密集观测技术,结合传统的三分量节点地震仪,在北京海淀区京密引水渠附近开展了联合断层探查实验.通过DAS记录的背景噪声互相关,提取高频瑞利面波的频散曲线,反演获得了沿光纤长约1 km深至百米的高分辨率横波速度剖面.同时,通过计算节点地震仪水平和垂直分量噪声频谱比(H/V)的峰值频率,获得了松散沉积厚度剖面.这两个结果一致地揭示了该区域存在明显的速度结构和松散沉积厚度跳变,呈现出南低北高的南倾正断性质,与黄庄—高丽营断裂特征相符;断层上下盘错距超过40 m,下盘松散沉积可能存在0.7 Hz和4.0 Hz左右的双频共振,上盘共振频率为1.0~1.7 Hz.我们的研究表明,DAS具有快速获得长距离浅层速度结构的优势,并与传统的H/V方法相互补充,从而可靠地探测隐伏活断层.如果能够有效利用城市密集分布的地下光纤资源,DAS技术有望成为城市活断层探测、地震区划和地下空间探查等领域的有力工具. 展开更多

关键词 分布式光纤声波传感 背景噪声成像 H/V 黄庄—高丽营断裂

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页岩气储层水平井压裂分布式光纤邻井微振动监测及震源位置成像 被引量：16

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作者 武绍江 王一博 +5 位作者 梁兴 姚艺 梁恩茂 梅珏 刘臣 史树有 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期2756-2765,共10页

水力压裂是进行非常规油气储层改造,提高单井产量的必备技术.为了实现安全、高效压裂,通常使用地震检波器进行微地震监测和压裂效果评估.一般情况下,井中检波器数量较少且采集方位角较窄,难以获得准确的微地震震源位置,导致无法准确评... 水力压裂是进行非常规油气储层改造,提高单井产量的必备技术.为了实现安全、高效压裂,通常使用地震检波器进行微地震监测和压裂效果评估.一般情况下,井中检波器数量较少且采集方位角较窄,难以获得准确的微地震震源位置,导致无法准确评估储层改造情况.通过将光纤永置式布设于页岩气储层水平井的套管外,我们实现了基于水平井光纤分布式声波传感(Distributed Acoustic Sensing,DAS)的全井段、宽方位、高密度水力压裂过程微振动实时监测,并进一步使用震源扫描算法对监测到的微地震有效事件进行震源位置成像.合成数据算例表明,与常规检波器技术相比,DAS技术具有以下两点优势:(1)DAS技术实现了水平井全井段监测,显著增加了监测数据的采集方位角,可以有效提升震源位置成像的空间分辨率;(2)DAS技术显著增加了监测数据的空间采样密度,可以有效提高低信噪比监测数据的震源位置成像精度.昭通页岩气储层水力压裂监测数据算例进一步验证了DAS技术的有效性,表明了宽方位、高密度的DAS数据可以获得高分辨率的震源位置成像结果,有助于提高储层改造效果评估的准确性. 展开更多

关键词 页岩气储层 水力压裂监测 分布式光纤声波传感 微振动 震源位置成像

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基于分布式光纤的储气库井筒泄漏声波信号提取方法

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作者 吴鹏涛 魏勇 +1 位作者 邹先坚 甘如饴 《仪表技术与传感器》 2025年第10期97-102,共6页

为解决储气库井筒泄漏初期声波信号微弱且易受干扰而造成的难以监测的问题,搭建了分布式光纤声波传感数据采集系统,并提出了一种储气库井筒泄漏声波信号的提取方法。该方法融合完全集成经验模态分解与自适应噪声、相关系数筛选和小波包... 为解决储气库井筒泄漏初期声波信号微弱且易受干扰而造成的难以监测的问题,搭建了分布式光纤声波传感数据采集系统,并提出了一种储气库井筒泄漏声波信号的提取方法。该方法融合完全集成经验模态分解与自适应噪声、相关系数筛选和小波包降噪3种算法,实现了信号从采集到提取的全过程。实验结果显示:在内套管与环空压差为0.8 MPa、泄漏孔径为2 mm的条件下,提取信号与实际信号时域平均幅值差值仅为0.03 rad,均方误差降低0.38 rad2,信噪比提升16.9 dB,频域能量分布一致,均在20~1000 Hz。实验结果表明:该方法能有效区分井筒泄漏状态并提取声波信号,为储气库安全监测提供了工程应用基础。 展开更多

关键词 井筒泄漏 分布式光纤声波传感 完全集成经验模态分解与自适应噪声 相关系数 小波包降噪 储气库

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