DAS-VSP采集处理方法研究及应用

分布式光纤声波传感技术(DAS)是通过解调光信号背向瑞利散射相位变化表征地震信号的一种新型信号采集技术,其在井中采集具有一次性覆盖全井段和测量高密度的特点,施工效率和数据的一致性大幅提高,因此受到广泛关注。以光纤在井中地震的实际应用为例,讨论了影响DAS采集资料信噪比和分辨率的光信号解调因素和采集因素,提出了一种在无检波器定位情况下校正DAS深度位置的解决思路,利用时间方向求导和反演耦合干扰减去法提高了DAS-VSP采集资料的上行波信噪比和全波场高频成分。基于预处理后的高密度DAS-VSP数据,提取了层速度、各向异性参数用于深度域井控各向异性偏移,通过井控各向异性叠前深度偏移,使偏移成像频带拓宽约20Hz,主要目的层井震误差小于0.15%,展现了高密度DAS数据在井中地震中良好的应用前景。     

DAS-VSP采集处理方法研究及应用

分布式光纤声波传感技术(DAS)是通过解调光信号背向瑞利散射相位变化表征地震信号的一种新型信号采集技术,其在井中采集具有一次性覆盖全井段和测量高密度的特点,施工效率和数据的一致性大幅提高,因此受到广泛关注。以光纤在井中地震的实际应用为例,讨论了影响DAS采集资料信噪比和分辨率的光信号解调因素和采集因素,提出了一种在无检波器定位情况下校正DAS深度位置的解决思路,利用时间方向求导和反演耦合干扰减去法提高了DAS-VSP采集资料的上行波信噪比和全波场高频成分。基于预处理后的高密度DAS-VSP数据,提取了层速度、各向异性参数用于深度域井控各向异性偏移,通过井控各向异性叠前深度偏移,使偏移成像频带拓宽约20Hz,主要目的层井震误差小于0.15%,展现了高密度DAS数据在井中地震中良好的应用前景。     

光纤地球物理技术的发展现状与展望

近年来,光纤传感技术已经应用于地面地震数据、海洋地震数据、井中地震数据和井-地联合地震数据的采集,推动了光纤传感技术在地球物理特别是地震数据采集领域的应用。对国内外应用于陆地、海洋和井中的光纤地震数据采集系统进行了简要介绍,重点关注了分布式光纤声波传感(DAS)技术在井中地震数据和井-地联合地震数据的采集、处理和综合解释中的应用。光纤传感技术是一项革命性的新技术,光纤因体积小、不带电、分布式、高密度、多参量、耐高温、高压、全段接收和低成本等特征,必将带来井下、海洋和陆地地球物理技术的一场革命。井中分布式光纤声波传感技术已广泛应用于井中VSP数据采集、水力压裂微地震监测和精准工程监测,可实现油气井全生命周期监测、管理和使用。分布式光纤传感技术在油气资源勘探开发领域的规模化推广应用,已经从井中延伸到陆地和海洋;从井下单分量测量拓展到井下和陆地三分量测量(螺旋形绕制的铠装光缆);从单井单参数测量发展到了多井多参数同步测量,调制解调仪器也从单通道单参数发展到了多通道多参数复合调制解调系统。光纤传感技术应用已经由地震勘探领域延伸至油气藏开发领域,围绕光纤应用的地球物理技术对地下结构的静态刻画和动...     

光纤分布式声波传感技术在石油行业的研究进展

基于相位敏感光时域反射的光纤分布式声波传感技术(DAS)具有长距离、高灵敏、高空间分辨率、低成本、无源、抗电磁干扰等显著优势,非常契合石油行业中的地震勘探和管道监测等需求。从石油行业的应用需求出发,介绍了光纤DAS技术的基本原理和解调技术,并阐述了近年来该研究领域在信噪比增强、探测距离扩展和采样率提升等方面所取得的最新研究成果。此外,重点总结了国内外在光纤DAS技术商用化方面的研究进展,分析比较了不同企业和机构研发的DAS产品的特点、性能和应用潜力。同时,重点针对光纤DAS技术在VSP测井、微地震探测和管道泛感知监测等领域的应用案列进行了阐述,展现出极强的市场竞争力。光纤DAS技术在未来石油行业中的应用研究方面,应加强数据超保真和多分量检波DAS的进一步研究。     

基于分布式光纤传感技术实现的小道距海上拖缆地震数据采集系统

分布式光纤声波传感利用单根光纤作为传感单元,可实时捕捉光纤沿线的声波信号,是一种新型的空间连续声波采集技术。首次提出了基于分布式光纤传感技术的小道距海上光纤拖缆地震数据采集系统,拖缆中采用单根光纤依次缠绕在多个水听器骨架上进而形成水听器阵列,不需要添加额外的分离器件,大大简化了采集系统的复杂度和制造工艺。最终实现的光纤拖缆道间距为1 m,系统的声压噪声本底优于-40 dB ref■。驻波管标定结果表明,该技术实现的水听器具有较好的声压响应一致性,声压灵敏度约为-157.8 dB ref rad/uPa。湖上测试结果进一步验证了该采集系统的性能,可以清晰地采集到初至波以及由于多种界面连续反射产生的续至波。该光纤拖缆地震数据采集系统为海上地震采集提供了一种新的技术方案,小道距可以实现更精细的海底矿体成像分辨率,促进了海域天然气水合物勘探开发技术的发展。     

分布式声传感井中地震信号检测数值模拟方法

分布式声传感（DAS）基于光纤中瑞利散射效应获取地震波振动信号,光纤在探测地震波的同时实现信号的传输,适用于井中地震信号采集,具有成本低、分辨率高、抗电磁干扰强等优点。基于离散光纤瑞利散射干涉模型,在不考虑背景压力、温度和井壁光纤耦合的条件下,采用数值模拟方法模拟了井中DAS系统地震信号特征,详细探讨了震源强度、脉冲宽度以及光纤空间采样间隔对DAS光纤信号波形特征以及信噪比的影响。模拟结果表明：①不同震源强度对DAS光纤信号的影响不同,而且震源强度过大可能导致DAS光纤信号波形畸变或旁瓣增多而影响信号保真度。②较小的脉冲宽度常伴有较强的噪声,较大的脉冲宽度在一定程度上可以压制高频噪声、提高信噪比,但不可避免地降低分辨率。③通过相邻道叠加增大的光纤空间采样间隔有利于提高信噪比,因此选择合适的光纤空间采样间隔可以有效地提高信噪比、提升信号质量;DAS信号频率通常略高于原始地震信号频率,同时附带系统本身的高频噪声。     

光纤传感技术在昭通山地页岩气勘探开发实践中的应用进展

光纤既是传输介质又是传感器,具有体积小、重量轻、抗电磁干扰、耐腐蚀和高灵敏度等先天优势,因其分布式/准分布式监测的特性而适用于油气井的多参数实时评估和动态监测。基于分布式光纤传感技术,主要介绍了分布式声波传感(DAS)和分布式温度传感(DTS)在昭通国家级示范区页岩气勘探开发中的应用进展,包括了VSP井地联采和DAS/DTS动态监测技术,系统分析了井下光纤采集处理解释的特殊性和优势。实际应用结果表明,在VSP井地联采中,相对于传统检波器接收,光纤DAS接收具有高密度、全井段等优势,可以准确地提取地层的吸收衰减系数以及井驱参数,从而有助于地面地震高精度成像;同时,由于光纤能长期布设于井中,因而可以动态监测生产井的温度和声波响应变化,进而指导页岩气的开发和生产,具有很好的应用前景。     

井中悬挂式分布式光纤传感系统干扰波分析及压制

井中分布式光纤声波传感(DAS)系统作为新一代井中地震观测装备,与传统的井中三分量数字采集系统相比,具有施工安全、高效,一次激发即可实现全井段观测的优点。DAS系统具有传、感一体的特点,因此在井中光缆悬挂观测时无法实现光缆的完全推靠以及井口段光缆张力的有效减少,这导致地震资料采集时会产生较强的缆波和耦合干扰,从而影响地震资料的信噪比。从地震波的传播规律出发,分析了DAS井中观测干扰波的产生过程和特征,明确了DAS系统缆波干扰和“弹簧波”干扰是由波到达光缆时沿着光缆传播而形成。采用随机中值滤波技术压制缆波干扰以及模拟正反演法压制“弹簧波”干扰,提高了地震采集资料的信噪比。该方法在实际地震资料应用的结果表明：DAS干扰波的分析合理,噪声压制效果明显,去噪后的DAS数据能够获得较好的井中地震成像结果。     

DAS技术在井中地震勘探的应用

分布式光纤声波传感技术(distributed acoustic sensing,DAS)是利用光纤本身作为传感器进行信号采集的一项新兴技术,在国外井中地震勘探的应用发展迅速。为了验证DAS在井中地震勘探应用的适用性,结合DAS在井中地震采集应用实例,简述了DAS技术原理及其在井中地震勘探的实施方法,对比了DAS与常规检波器、可控震源与炸药震源不同激发方式、套管内与套管外不同布设方式的采集资料;以可控震源采集资料为例分析了DAS与常规检波器采集资料直达波振幅衰减规律、不同入射角直达波振幅响应、频谱、子波波形的差异;指出了DAS与常规检波器Z分量采集资料具有较好的一致性,可以部分替代常规检波器Z分量的采集工作;通过对比套管内悬置和套管外水泥固井两种不同光纤布设方式采集资料的直达波振幅响应,认为固井光缆具有与地层更好的耦合效果,同时不易受到井筒内因素的干扰。随着DAS技术的不断进步,凭借其高密度、全井段和高效施工等优点,DAS的应用将逐步拓展到石油勘探的更多领域。     

DAS井地联合勘探实例分析——以长庆油田环县三维井地联采为例

光纤分布式声波传感(DAS)技术因其耐高温高压和高密度全井段采集等技术优势使得井地联合勘探技术更加高效,在井驱参数提取及井旁成像等方面具有广泛的应用前景,但目前该技术面临记录数据的信噪比偏低、单分量数据波场分离困难、地面激发点稀疏造成照明不均匀和成像质量欠佳等技术难题。为此,系统分析了长庆油田珠60井的套管外DAS-VSP井地联采数据的采集质量及对处理结果的影响、DAS单分量波场特征及反射波分离、井驱参数提取、井地联合多次波分析、3D-VSP成像的技术优势和不足等,形成了高效初至拾取及井驱参数提取、单分量保真波场分离、扩展面元VSP CDP成像等一系列技术成果,提出了下一步的研究重点是将高密度优势转化为高信噪比,进一步提高波场分离保真度,并在处理中尽可能克服激发点稀疏的影响,以实现3D-VSP的精确成像,最终实现井地联合成像,这些结果对于今后的DAS井地联合勘探具有非常积极的指导意义。     

uDAS®分布式光纤传感地震仪及其应用

设计了一种超灵敏分布式声波传感地震仪(uDAS?),该仪器以高性能相敏型光时域反射仪为基本构架,利用多频和随机光纤激光放大技术,结合干涉解调方法,实现了瑞利散射光信号相位的精确解调,可用于外界声波/振动信号的高精度拾取。实验结果表明,uDAS?在1~500Hz内噪声底达4.5pε/√Hz,同时具有线性幅度响应、长距离工作等特征。与电子检波器进行对比测试,二者的记录波形高度一致。uDAS?已初步应用于井中地震监测、微测井等勘探作业,获得了高质量的生产资料。此外,uDAS?在长期动态监测、管线监测等油气勘探与开发等业务中具有巨大的应用前景。     

光纤井中地震技术在中国西部地区的应用

随着分布式光纤传感仪器的不断革新和光纤数据处理方法的持续进步,人们已经在国内外多个探区开展了光纤井中地震技术的应用试验,解决诸如复杂地质构造分析、井控处理参数提取、储层岩性预测等地球物理问题。在中国西部地区,受储层埋深较大、井下温度压力较高等因素影响,常规井中检波器数据采集受到很大制约,光纤井中地震技术在该地区具有一定的优势。介绍了光纤井中地震技术在中国西部地区的系列试验,并分析讨论了在不同地区的应用效果,第一,在复杂构造地区,设计了光纤与常规检波器联合观测系统,采集得到了理想的井中地震数据,通过光缆噪声压制、一致性校正等处理工作,得到了用于刻画复杂构造特征的井中地震成像剖面;第二,在薄层油气勘探区,设计了光纤井地联合采集观测系统,提取井控处理参数辅助地面地震处理,得到了用于岩性描述和薄层识别的高精度井控地震成果;第三,在复杂表层结构区,提出了光纤深井微测井观测方法,并探索了轻型震源与光纤组合的改进技术,为砾岩、黄土塬等复杂表层结构分析提供支持;第四,在碳酸盐岩储层勘探地区,进行了光纤井中地震地质导向试验,证明了光纤井中地震技术具有时效性好、安全系数高、适用性强等特点。结合光纤井中地震...