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：11

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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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高铁地震波场的高精度密集观测及应用前景:基于通讯光缆的观测和处理结果

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作者 何向阁 石永祥 +2 位作者 苏青青 张敏 卢海龙 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期521-527,共7页

利用高清分布式光纤声波传感(HD-DAS)系统,进行高铁地震波场的高精度分布式采集。传感单元采用结构简单、成本低廉的通信光缆即可实现很好的监测效果,可以方便地根据实际环境进行布设,大大提高了野外观测的效率。采用多光缆并行布放,信... 利用高清分布式光纤声波传感(HD-DAS)系统,进行高铁地震波场的高精度分布式采集。传感单元采用结构简单、成本低廉的通信光缆即可实现很好的监测效果,可以方便地根据实际环境进行布设,大大提高了野外观测的效率。采用多光缆并行布放,信号叠加后可有效地抑制噪声,提高高铁地震信号的信噪比。对HD-DAS系统采集到的高铁地震信号进行数据分析,发现高铁地震信号呈现分立谱特性。通过分析地震波信号的衰减规律,并通过频率-波数谱得到地震波在近地表的传输速度,表明光纤采集的高铁地震波信号可用于探测地下结构,并进一步实现对介质状态变化的监测,从而保障高铁的运行安全。 展开更多

关键词 分布式光纤声波传感 高铁地震 应变量 分立谱

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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：3

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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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分布式光纤水听器技术研究和应用进展 被引量：2

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作者 王照勇 刘依凡 +5 位作者 陈义赐 吴金懿 陈柏琦 高侃 叶青 蔡海文 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期103-116,共14页

分布式光纤水听器将光纤作为水下声波换能器阵列,是近年来发展的新型水听器技术,具有阵列灵活重构、易于大规模组网、湿端全自动制备等独特优势,得到了国内外相关领域的重点关注。介绍了分布式光纤水听器的基本传感原理与典型的信号解... 分布式光纤水听器将光纤作为水下声波换能器阵列,是近年来发展的新型水听器技术,具有阵列灵活重构、易于大规模组网、湿端全自动制备等独特优势,得到了国内外相关领域的重点关注。介绍了分布式光纤水听器的基本传感原理与典型的信号解调方法,梳理了声压灵敏度、系统等效噪声、响应方向性、动态范围等分布式光纤水听器的重要性能指标与研究进展,并介绍了近年来分布式光纤水听器技术的应用概况。最后,对存在的问题与未来发展趋势进行了总结和展望。 展开更多

关键词 分布式光纤水听器 分布式光纤声波传感 光纤传感 瑞利散射 水下目标探测

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准分布式声波传感系统瑞利散射串扰抑制技术 被引量：1

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作者 路阳 李俐凡 +4 位作者 黄秋阳 王建飞 胡晓阳 陈默 孟洲 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期442-450,共9页

提出一种瑞利散射信号诱导串扰抑制技术。理论分析表明,采用相位调制器对高相干连续光施加余弦相位调制,可通过设置相位调制频率抑制瑞利散射信号和由其诱导产生的通道串扰,余弦相位调制的幅度越大,串扰抑制效果越好。以基于弱反射率光... 提出一种瑞利散射信号诱导串扰抑制技术。理论分析表明,采用相位调制器对高相干连续光施加余弦相位调制,可通过设置相位调制频率抑制瑞利散射信号和由其诱导产生的通道串扰,余弦相位调制的幅度越大,串扰抑制效果越好。以基于弱反射率光纤光栅的准分布式声波传感系统为例,开展了瑞利散射诱导通道串扰抑制技术实验研究,实验中串扰抑制了23.85 dB,实验结果验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 光纤光学 光纤传感 分布式光纤传感 分布式声波传感 光纤布拉格光栅

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散射增强微结构光纤及其分布式传感技术研究进展 被引量：1

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作者 李豪 范存政 +5 位作者 肖翔鹏 闫宝强 陈俊峰 吕悦娟 闫志君 孙琪真 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期165-179,共15页

分布式光纤传感器以光纤作为传输和传感融合的介质,具有高灵敏、全分布、大尺度、高分辨的独特优势,近年来受到多个应用领域研究人员的关注并逐步进入产业化。然而,现有普通单模光纤在传感信噪比与稳定性等方面仍存在局限性。以散射增... 分布式光纤传感器以光纤作为传输和传感融合的介质,具有高灵敏、全分布、大尺度、高分辨的独特优势,近年来受到多个应用领域研究人员的关注并逐步进入产业化。然而,现有普通单模光纤在传感信噪比与稳定性等方面仍存在局限性。以散射增强微结构特种光纤为传感载体,研究其分布式传感增效机理,介绍了其自动化、高效率刻写制备技术,并重点阐述了其分布式光纤传感技术研究进展与相关应用。进一步对散射增强微结构传感光纤的未来发展潜力及应用方向进行了展望。 展开更多

关键词 传感器 分布式光纤传感 散射增强光纤 分布式声波传感 光频域反射技术

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分布式光纤监测技术在水平井分段压裂中的应用 被引量：1

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作者 周明秀 管英柱 +2 位作者 张国威 董为民 曹石年 《能源与环保》 2024年第2期146-154,162,共10页

水平井分段压裂过程中,涉及大量繁杂的数据监测与处理工作,同时,压裂过程的不确定性给实时监测带来了更大的难度。传统的井下监测方式存在监测精确度低、受电磁干扰、成本高昂等问题,分布式光纤传感技术的产生,为这些亟待解决的难题提... 水平井分段压裂过程中,涉及大量繁杂的数据监测与处理工作,同时,压裂过程的不确定性给实时监测带来了更大的难度。传统的井下监测方式存在监测精确度低、受电磁干扰、成本高昂等问题,分布式光纤传感技术的产生,为这些亟待解决的难题提供了新的解决思路。分布式光纤传感技术以其成本低、耐高温、性质稳定、不受电磁干扰等优势,逐渐在油田得到应用。对水平井分段压裂的应用现状进行研究,分析了分布式光纤传感技术原理,总结了分布式光纤的井下安装方式,归纳了分布式光纤传感技术在水平井分段压裂中的应用现状,最后提出了分布式光纤监测技术的发展建议。研究认为:目前,分布式光纤传感技术已受到广泛关注,将成为井下监测的重要工具;分布式光纤传感在水平井分段压裂中的应用主要有压裂液注入分布诊断、人工裂缝起裂及延伸诊断、封隔器泄漏监测和DTS/DAS数据定量解释;对未来温度和声学监测数据的解释方法将向定量解释的应用方向发展。 展开更多

关键词 水平井分段压裂 分布式光纤监测 井下安装 DTS DAS 数据解释

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基于超弱光纤布拉格光栅的声速测量方法

8

作者 丁卓梅 陈文豪 +2 位作者 刘茁蓉 罗志会 徐冰 《大学物理实验》 2024年第2期75-77,99,共4页

利用超弱光纤布拉格光栅对振动的敏感特性,提出了一种基于分布式光纤声学传感的声速测量方法。通过测量声速传递过程中不同超弱光纤布拉格光栅传感器接收到声音信号的时差来计算声速。该方法可以测量不同温度下的声速,其测量值与理论值... 利用超弱光纤布拉格光栅对振动的敏感特性,提出了一种基于分布式光纤声学传感的声速测量方法。通过测量声速传递过程中不同超弱光纤布拉格光栅传感器接收到声音信号的时差来计算声速。该方法可以测量不同温度下的声速,其测量值与理论值误差小于0.5%。为声速测量提供了新的方法。 展开更多

关键词 超弱光纤布拉格光栅 分布式光纤声学传感 声速测量 温度

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分布式光纤压裂监测技术研究及应用

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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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基于分布式光纤声波传感技术的管道泄漏探测应用

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作者 冼峰 《净水技术》 CAS 2024年第8期154-159,共6页

文章介绍了分布式光纤声波传感(distributed fiber optic acoustic sensing,DAS)技术的工作原理及其在管道泄漏检测中的应用。DAS系统通过光纤中背向瑞利散射光的变化来检测光纤上沿途感知到的声波信息,再结合光时域反射技术获取外部扰... 文章介绍了分布式光纤声波传感(distributed fiber optic acoustic sensing,DAS)技术的工作原理及其在管道泄漏检测中的应用。DAS系统通过光纤中背向瑞利散射光的变化来检测光纤上沿途感知到的声波信息,再结合光时域反射技术获取外部扰动事件所处的位置,从而通过检测和分析背向散射的光信号,提取外界扰动对应的位置和相位。文章搭建了一套试验系统,通过试验检测了DAS运用于管道泄漏探测的可靠性。试验表明,DAS技术可以检测并识别不同位置和类型的泄漏事件。为了进一步提高泄漏检测效果,文章设计了一种分析方法,通过数据预处理、特征提取、事件检测和泄漏识别与分类,实现了对泄漏事件的精准识别和定位,并提高了其在泄漏检测中的灵敏度和实时性。该方法结合DAS的技术特点,可以在长距离和大范围内提供高效、可靠的泄漏监测。 展开更多

关键词 分布式光纤声波传感(DAS) 泄漏检测 瑞利散射 频谱分析 光纤光学

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基于ICEEMDAN和小波阈值的Φ-OTDR信号去噪算法

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作者 师雪玮 徐大林 刘志成 《指挥控制与仿真》 2024年第1期78-84,共7页

针对分布式光纤声波传感系统信号信噪比较低的问题,提出了一种改进的自适应噪声完全集成经验模态分解方法。改进方法利用样本熵和小波阈值去噪算法,从高噪声分量中提取有效成分。通过改进的自适应噪声完全集成经验模态分解(ICEEMDAN,Int... 针对分布式光纤声波传感系统信号信噪比较低的问题,提出了一种改进的自适应噪声完全集成经验模态分解方法。改进方法利用样本熵和小波阈值去噪算法,从高噪声分量中提取有效成分。通过改进的自适应噪声完全集成经验模态分解(ICEEMDAN,Intrinsic Computing Expressive Empirical Mode Decomposition With Adaptive Noise)对实际采集的信号进行分解,计算样本熵,将其中的含噪分量进行小波阈值去噪,最后与未处理的信号分量进行重构。实验结果表明,对实采的信号进行降噪处理后,信噪比提高了5.34 dB,均方误差降低了0.0148,波形互相关系数提高了5.7%。与其他常用的去噪方法相比,该方法不仅在信噪比方面表现更优秀,而且在均方误差和波形互相关系数方面也具有更好的性能,能够更好地保留有用信号。 展开更多

关键词 分布式光纤声波传感系统 改进自适应噪声完全集成经验模态分解 样本熵 小波阈值去噪

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