井中地震波勘探光纤检测关键技术研究

Study on key technology of seismic wave optical-fiber detector ,it is including CROSSWELL seismic waves, seismic wave optical detection method of vertical profile; a dimension to the development of three dimensional high sensitivity of underground fiber optic Seismometer; well under high temperature and high pressure cable preparation and effective transmission of seismic waves and demodulation, and other key technologies. Research is of small size, high sensitivity and fast response, and wide dynamic range, downhole passive benefits, safety and environmental protection, electro-magnetic interference, such as fiber optic detector, measuring 20 - 2KHz broadband seismic waves, nano-level micro-displacement of vibration, the vibration acceleration 0.1m/s2 change, associated technical indicators have reached a international advanced level. Use of wavelength-division, time & space-division multiplexing technology, networking, remote real-time monitoring. Through different strata in the seismic wave in a tiered testing, realization of formation structure, target precise reservoir description, provide the scientific basis for the oil and gas exploration and development. Study on optical fiber theory and technology of seismic waves detection, formation of thousands of meters deep geological exploration technology accumulation of oil and gas resources, expanding to strata-thousand meter deep natural real time monitoring of earthquake waves, explore secondary disaster of earthquake hazards, landslides, geology as well as the forecast, such as bridges, dams, highways damaged monitor. Broad application prospects and vital significance of science and technology.

用于油气田勘探的"井中地震波光纤检测关键技术研究"，包括井间地震波、垂直剖面地震波光纤检测方法研究；一维至三维高灵敏度井下光纤地震检波器研究，研制具有体积小、灵敏度高、响应速度快，动态范围大、井下无源、安全稳定、抗电磁干扰等优点的光纤地震波检波器，实时检测20-2KHz宽频带地震波信息、纳米级振动微小位移、0.1米/平方秒振动加速度变化，相关技术指标达到国际先进水平；地震波信号解调技术研究，利用波分、时分复用技术，对井中不同地层段地震波分层检测，实现地层构造、储层目标精细描述，为油气田勘探、开发提供科学依据。通过光纤井间地震波检测的应用基础研究，从地层几千米深的油气资源地质勘探技术积累，拓展到对地层万米深的天然地震波实时监测，探索天然地震灾害、次生灾害、地质滑坡以及桥梁、大坝、公路破损等预警预报的光纤监测系统。应用前景广阔，具有重要的科学技术意义。

本课题“井中地震波光纤检测关键技术研究” 包括：（1）井间地震波、垂直剖面地震波光纤检测方法研究；（2）一维至三维高灵敏度井下光纤地震检波器研制，该检波器具有体积小、灵敏度高、响应速度快，动态范围大、井下无源、安全稳定、抗电磁干扰等优点的光纤地震波检波器，实时检测 20-2KHz宽频带地震波信息、纳米级振动微小位移、0.1 m/s2 振动加速度变化，相关技术指标达到国际先进水平；（3）专用光源及地震波信号解调技术研究，利用波分、时分复用技术，对井中不同地层段地震波分层检测，实现地层构造、储层目标精细描述，为油气田勘探、开发提供科学依据。.技术指标达到：.光纤传感专用用光源满足：S+C+L波段宽带光源，输出宽带宽（>100 nm），高平坦（<±0.1 dB）、高稳定（<±0.02 dB）、高输出功率（>30mW）。.光栅波长专用解调仪满足：基于体光栅和阵列InGaAs探测器技术的光栅波长专用解调仪，其中使用体光栅及阵列InGaAs进行数据处理，对波分复用的光纤光栅检波器进行扫描寻址，波长调谐范围100 nm，扫描速率5 kHz，分辨率为0.1 pm，检测精度2 pm。.光纤检波器满足：.有效频率范围: 低频 10——100 Hz 高频 50——2000 Hz；.主频范围: 60——1500 Hz ；.动态范围：90——110dB.阻尼系数：0.7——1.0.整体技术水平达到国内领先，国际先进。.项目按计划执行，未作调整。耐高温高压三维地震检波器研究、专用光源与信号解调结成技术研究、人才培养、论文发表、发明专利等已达到预定目标，合同约定的研究内容、关键技术指标已实现。实验验证，技术路线及研究方案可行。对一维、二维和三维地震波检波器，配套光源、信号解调系统和检波器下井方案作了深入细致的研究，并且进行了地震波勘探物理模型的研究。