半导体所高性能光纤地震检波器在辽河油田现场试验成功

2011-2-17 16:32 来源: 中国科学院
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  在中国科学院知识创新工程项目支持下,中科院半导体研究所光电系统实验室研制的光纤地震检波器阵列在国内率先完成井下试验并取得圆满成功。

  地震检波器用于拾取地震波信号,其性能直接决定了地震勘探资料的质量。随着油气资源的紧缺,地震勘探向着高分辨率、高精度、深层勘探的方向发展,对检波器的性能也提出了更高的要求。传统检波器采用电磁原理,动态范围小、灵敏度低、抗电磁干扰能力差。在可获得更高分辨率的井下垂直地震剖面法中,传统检波器更突显了体积笨重、操作复杂、系统可靠性低的缺点。因此,检波器本身的性能越来越成为地球物理勘探技术中的首要技术要求。正是在这种背景下,国外著名石油物探公司如Sercel等投入了巨额经费开展光纤检波器的研究。光纤检波器具有灵敏度高、抗电磁干扰性强、耐高温高压、无漏电、易于复用等优点,能实现永久、实时在线的测量。

  半导体所光电系统实验室的科研人员在对国外技术方案进行了深入分析和详细论证的基础上,在国际上首次提出了采用光纤激光检波器的系统方案。相比于国外已有的技术方案,该方案进一步突破了检波器体积以及复用难度的限制。经过刻苦攻关,课题组突破了光纤激光器关键器件的研制以及高温高压封装与成缆等一系列关键技术,研究成果系统地发表于IEEE Photonics Letters、Journal of Lightwave Technology、Optics Communication等国际著名期刊,并在2009年亚太光通信与光子学国际会议上宣读。课题组与中国石油东方地球物理公司合作,于2010年11月在辽河油田完成井下试验。检波器阵列在3000m深的油井中正常工作,并探测到6000m深地层的反射地震波信号,取得了圆满成功。

  高性能光纤激光检波器的研制成功,打破了国外的技术封锁,填补了国内空白,同时也标志着国内光纤地震检波器装备已从实验室研发走向工程应用。光纤激光检波器的井下试验,为光纤地震勘探装备的研制积累了丰富的工程经验。目前,科研人员正致力于大规模阵列技术的研发以及地面装备的完善,力争早日完成光纤激光检波器的商用化。

试验现场高耸的井架

科研人员正在和中国石油东方地球物理公司工作人员将光纤检波器和动圈检波器绑定放入井下

 

光纤检波器(左)的记录与动圈检波器(右)对比