光纤分布式地震波探测系统及其布设优化研究 (1).pdf

光纤分布式地震波探测系统是一种利用光纤作为传感介质来探测地下地震波分布的地震勘探技术。该系统基于光纤分布式声波检测与干涉探测技术，为油气勘探提供了新的解决方案。这种技术的特点是能够远程、连续和高密度地采集地震波信息，较传统的电子传感器具有更高的精度和可靠性。 系统的关键技术之一是相位敏感光时域反射技术（Phase-Sensitive Optical Time Domain Reflectometry, 简称φ-OTDR），它能够检测到光纤内因外界声波作用而引起的微小相位变化，通过分析这些变化，就能够定位并获取地震波在光缆上的分布状况。 此外，干涉技术也是分布式光纤传感系统的重要组成部分，利用光的干涉现象能够检测到微小的物理量变化，进一步提升系统对于地震波的探测敏感度和精确度。 光纤分布式地震波探测系统还可以通过不同的布设方式来优化其性能。文章中提到了两种布设方式：埋地式布设和尾椎式布设。埋地式布设是指将光缆直接埋入地下，这种方式探测距离较远，可达20米，而尾椎式布设指的是在光缆末端增加尾椎结构，这种方式探测距离相对较短，为10米。 该研究为分布式光纤传感系统在实际应用中提供了必要的理论和实验基础，特别是在油气资源的勘探和开发领域。通过优化布设方案，系统能够准确地探测到地下介质对地震波的反射和折射，为地质勘探提供详实的地震资料，进一步结合地质资料，实现对油藏的详细描述和监测。 目前，在中国的油气勘探设备市场上，高精度的地震勘探仪器设备主要依赖进口，存在技术封锁和价格垄断等问题，严重制约了国内油气勘探开发的进度。因此，研究和开发自主知识产权的先进地震勘探技术具有非常重要的战略意义。 分布式光纤传感技术与传统的电子动圈传感器相比，具有更高的灵敏度和更好的稳定性能，这对于地震波的精确定位和监测尤为重要。此外，由于光纤传感器本身具有耐高温、高压和化学腐蚀的特性，使其更适合于恶劣的地下环境探测。这种系统在油气勘探之外，也可以广泛应用于地质灾害监测、城市基础设施监测、铁路和桥梁等大型结构健康监测等领域。 光纤分布式地震波探测系统及其布设优化研究不仅为油气资源的勘探提供了新的技术支持，还为光纤传感技术在其他领域的应用提供了参考和借鉴。随着光纤传感技术的不断发展和完善，预计将在更多领域发挥其独特的优势。