在现代油气田开发中,水力压裂技术是提高油气井产能的关键方法之一。在压裂过程中,高压泵注入的流体会导致储层岩石发生破裂,产生大量的微地震事件。这些微地震事件通常包括地应力变化、岩石起裂、裂缝延伸、流体注入和砂体支撑等因素引起的微振动,其能量级别较低,通常在负一级以下。为了精确监测这些微地震事件,井下光纤智能监测系统提供了一种套管外永置式三分量光纤MEMS微振动检波器,能够在油气井全生命周期内提供高保真度的微地震信号监测,这对于油气藏动态分析、裂缝走向判断以及油气田勘探开发具有重要的实际意义,是实现高效、精确开发的重要技术手段。由七一五所开发的高灵敏度三分量光纤MEMS微振动检波器和油气井光纤传感监测技术,不仅适用于水平井水力压裂监测,还能应用于井眼动态监测、重油热采井及海上深水油气井的井下永久监测。相关技术包括光缆技术、分布式光纤温度传感技术(DTS)、分布式光纤声波传感技术(DAS)、分布式光纤应变传感技术(DSS)、单点式光纤传感技术以及配套的解释处理系统。

解决方案
  • 系统框架及技术原理

    高灵敏度三分量光纤MEMS微震动检波器(FM3C)

    FM3C传感端融合光纤F-P干涉技术和微机电(MEMS)芯片技术,解调端基于FPGA+DSP高速硬件架构和白光谱干涉相位解调算法实现高速多通道微震动信号实时解调。结构上采用高集成度、高硬度和特殊密封设计,性能上具备高灵敏度、大带宽和高动态范围等特点,满足大深度油气井套管外永置式微震动监测应用需求。

  • 突破:

    基于双面大深度套刻MEMS芯片技术,创新实现了20mm外径高集成度三分量光纤检波器,打破国内井下光纤传感器最高耐压等级。创造了套管外永置式光纤三分量检波器的国内首次成功实践,形成了一套永置式光纤传感器井下配套工具和工艺,填补国内套外光纤检波器应用空白。

  • 结构图:

  • 井下光纤监测系统装置