本文關鍵詞：螺旋結構光纜在分布式地震檢波系統(tǒng)中的實驗研究

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【摘要】：隨著我國對油氣資源需求的不斷增加,對油氣資源的勘探、開發(fā)力度逐漸加大,在實際勘探過程中我國同國外存在較大的技術差距。近年來隨著光纖傳感技術的發(fā)展,其在油氣勘探領域的應用也引起了廣泛的關注。光纖傳感技術以光纖作為傳輸與傳感介質,抗電磁干擾能力強、體積小、重量輕、耐腐蝕、耐高溫,能適應地震勘探的惡劣工作環(huán)境�；谙辔幻舾泄鈺r域反射儀(Φ-OTDR)技術的分布式地震檢波系統(tǒng),其不僅具有抗電磁干擾、抗腐蝕等優(yōu)點,還擁有靈敏度高、長距離連續(xù)分布式測量等重要特征。相比于傳統(tǒng)的檢波方式光纖分布式地震檢波系統(tǒng)可以完成光纖鏈路上成千上萬點的同時采集,而傳統(tǒng)的檢波系統(tǒng)要通過多個檢波器的級聯(lián),與多次檢波器的提升才能完成完整數(shù)據(jù)的采集。同時光纖分布式地震檢波系統(tǒng)有著可調節(jié)的空間分辨率,即地震勘探中的通道密度可以根據(jù)應用需要自行設置。這使得其在油氣勘探方面具有廣闊的應用空間。將分布式檢波系統(tǒng)成功的應用于油氣勘探有望對傳統(tǒng)勘探技術實現(xiàn)一種突破,對我國的石油勘探和開采也將有重大的意義。本文針對分布式地震檢波系統(tǒng)的系統(tǒng)特性和工程應用兩個方面展開研究,主要完成以下工作：1)從光纖瑞利散射現(xiàn)象和Φ-OTDR技術原理兩方面闡述了光纖分布式地震檢波系統(tǒng)的傳感理論,繼而對光纖分布式地震檢波系統(tǒng)的主要性能指標進行了分析,最后針對系統(tǒng)的設計探討了光學系統(tǒng)、光源線寬、頻漂以及光電探測方式等因素對系統(tǒng)性能的影響。2)介紹了常用光纜結構與分類,進而通過對光纜結構的研究與應用需求的結合,提出了一種螺旋光纜結構,通過理論分析確定光纖最佳螺旋角度為33°,在此基礎上進行了螺旋結構光纜的模擬實驗,實驗中發(fā)現(xiàn)螺旋光纜相對于傳統(tǒng)直纜,對信號具有更好的響應靈敏度,最后針對光纜實際應用提出了鋪設建議。3)對光學系統(tǒng)進行了搭建調試與優(yōu)化,開展了針對地震檢波實驗測試,對構建的系統(tǒng)性能進行了評估,實驗中發(fā)現(xiàn)光纖分布式地震檢波系統(tǒng)與傳統(tǒng)檢波器信號在頻域和時域上有較好的一致性。在此基礎上進行了井下地震檢波現(xiàn)場實驗與地面地震檢波現(xiàn)場實驗,對比傳統(tǒng)電子檢波器與光纖檢波器數(shù)據(jù),進一步驗證了分布式地震檢波系統(tǒng)在地震勘探中應用的可行性。
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP212;P631.436

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本文編號：1259519