论文部分内容阅读
摘要：与传统的电学传感器相比较，光纤传感器体积诶更小，而且灵敏度更高，具备较强的耐酸碱腐蚀和抗电磁干扰能力，而且在实际使用过程中那个不会产生电火花，能够实现分布式、永久性在线监测，使得其在各行各业中实现了广泛应用，在油田领域的也实现了普及。使得油田生产开采的局限性得到了突破，极大提升油田的生产作业效率。
关键词：光纤传感器;油田开发;工作原理;应用分析
引言
随着当前科学技术水平的不断提升，油田的开发技术以及油气资源需求量也在不断提升。在油田的实际生产开发过程中那个充分应用光纤传感技术，对油田的生产效率提升起到了极大的促进作用。与传统传感技术相比较，光纤传感技术在实际应用过程中具有更强的抗干扰能力，能够适应油田各种恶略的生产环境，由于其具有较高的灵敏度，在油田中发挥出了重要的作用。
1 光纤传感技术工作原理及存在问题分析
在油田领域应用的光纤传感技术，主要指的是充分应用光纤传感设备或者相关的仪器设备来进行油田的生产作业。目前光纤光栅传感器是油田领域应用最为广泛的一种光纤传感仪器。
1.1 光纤光栅传感器基本原理
光纤传感器主要是充分利用了光纤材料本身具备的光敏性，属于一种纤芯折射率呈现出周期性变化的光波导仪器。严格的来讲，光纤传感器属于一种能够实现波长选择的反射器，油田在实际应用的过程中，工作运行环境的温度以及外界应变等多种因素会对光纤光栅传感器的反射信号波长形成不同程度的影响，导致波长产生不同程度的变化。通常情况下，将在实际应用过程中光纤光栅传感器出现的波长变化情况称为是波长位移。充分利用外界环境以及应变等因素的影响所产生的作用，能够实现光纤光栅传感器在实际应用过程中各种物理元素变化状况 的详细分析[1]。
在油田实际的应用过程中，光纤光栅传感器实际产生的波长位移会在一定程度上外界各种物理量变化的严重影响，由此也会导致光纤光栅传感器在实际应用过程中的有效折射率、光纤光栅周期情况等都会出现相应的变化，进而会对光纤传感器的波长位移造成影响，导致其产生相应的变化。在油田的生产开发实际中，可以充分结合光纤传感器波长位移实际产生的变化阵列状况来具体的实施准分布式传感器构建。
1.2 光纤传感器在油田应用实际中存在的问题
光纤传感器在油田领域的实际应用过程中不仅体现出了较强的抗感染能力，较大的测量范围和便捷的适用性，而且在应用过程中光纤传感器还存在不少问题。例如，在实际应用过程中光纤传感器本身的造价成本比较高，这也对光纤传感器在油田领域的应用起到了一定的限制作用。此外，光纤传感器在油田的实际应用过程中经常会受到温度以及应变等多种因素的影响，导致其波长位移产生变化，由此就会对光纤传感器的温度以及应力等几种参数的测量精度产生一定的影响。
2 光纤传感技术在油田开发中的应用
2.1 分布式光纤传感器光散射
在油田的实际生产开发过程中分布式光纤传感器主要是通过应用分布式光传感器在温度以及应力等多种因素影响下光散射的实际分布状况来进行测量。因此，在分布式光纤传感器的实际应用过程中光散射是非常重要的一个环节。光纤传感器光散射主要是充分利用光子作为传输介质，通过光子的碰撞最终产生光散射现象。通常情况下分布式光纤传感器主要具有光纤折射光散射、光学身子光散射以及深学声子光散射等几种光散射方式[2]。因为光纤材料折射率实际分布呈现逐步均匀状态由此就产生了光纤折射光散射;而通过光学声子剃的光散射就被称为是光学声子光散射;光纤传感器光散射类型的不同会导致其散射变化频率产生较大差异。光纤折射光散射本质上是光与物质之间所产生的弹性散射而形成，由此可见，光纤折射光散射通常情况下散射过程中不会出现频率变化现象。而光学声子光散射以及声学声子光散射本身是由于光与物质之间所产生的一种非弹性散射作用形成，因此其在散射的过程中光频率也会在一定程度上产生变化。
2.2 分布式光纤传感技术在油田中的应用分析
分布式光纤传感技术会因为光纤传感器光散射类型的不同而产生差异。充分利用光学折射原理的分布式光纤传感技术通常情况下也被称为是瑞利 散射型分 布式光纤传感技术。分布式光纤传感技术在油田的实际应用过程中主要是通过应用瑞利散射光在光纤材料中所产生的调制作用来实现对各项参数的测量;而充分利用光学声子光散射类型的光纤传感技术，主要是充分利用散射光实际的强度与温度之间所产生的联系来对各项参数进行测量。
3 光纤传感技术在油田开发中的应用展望
目前光纤传感技术已经在陆地油田、海上油田的勘探开采、油气储运等各个行业中实现了广泛应用，而且从国际油田领域来看，光纤传感器已经在油井内检测等几个方面实现了普及应用。随着当前石油市场的不断发展，光纤传感器在油田领域中的市场需求在不断增加。而通过光纤传感器的应用也为整个油田行业带来了巨大的经济利益，某国际石油公司在相关的调查研究中发现通过利用光纤地震检测仪器为该公司创造了高达2500万美元的效益，而且为该公司的市场开拓发挥出了巨大作用[3]。由于在油田行业中光线传感器体现出了巨大的优势，因此其应用前景也非常广泛。另外，光纤传感器在油田领域中的普及应用也全面推动了油田智能化管理系统的建设。通过实现智能化网络油田管理，光纤传感器的应用能够在油田勘探开采、油气运输、基建建设等各个领域中实现实时、在线监控，使得整个油田领域的信息管理效率得到了高度统一。可以预见，在未来油田领域的发展过程中光学技术的大量应用必然将成为一种趋势。
4 結束语
总而言之，光学传感器在油田的生产勘探开发过程中不仅具有较强的抗干扰能力，而且对于油田生产开发技术以及整个油田行业的可持续发展能够起到极大推动作用，在油田领域中具有较高的推广价值。
参考文献：
[1]毛江鸿.分布式光纤传感技术在结构应变及开裂监测中的应用研究[D].浙江大学，2012.
[2]童茂松，彭会忠，杜国同.油田测试中的光纤传感技术[J].光纤与电缆及其应用技术，2004（01）：14-18.
[3]牟风明，吕公河，曹冰，王晨，尚盈.光纤传感技术在油田监测领域中的应用[J].石化技术，2019，26（09）：108-110.
关键词：光纤传感器;油田开发;工作原理;应用分析
引言
随着当前科学技术水平的不断提升，油田的开发技术以及油气资源需求量也在不断提升。在油田的实际生产开发过程中那个充分应用光纤传感技术，对油田的生产效率提升起到了极大的促进作用。与传统传感技术相比较，光纤传感技术在实际应用过程中具有更强的抗干扰能力，能够适应油田各种恶略的生产环境，由于其具有较高的灵敏度，在油田中发挥出了重要的作用。
1 光纤传感技术工作原理及存在问题分析
在油田领域应用的光纤传感技术，主要指的是充分应用光纤传感设备或者相关的仪器设备来进行油田的生产作业。目前光纤光栅传感器是油田领域应用最为广泛的一种光纤传感仪器。
1.1 光纤光栅传感器基本原理
光纤传感器主要是充分利用了光纤材料本身具备的光敏性，属于一种纤芯折射率呈现出周期性变化的光波导仪器。严格的来讲，光纤传感器属于一种能够实现波长选择的反射器，油田在实际应用的过程中，工作运行环境的温度以及外界应变等多种因素会对光纤光栅传感器的反射信号波长形成不同程度的影响，导致波长产生不同程度的变化。通常情况下，将在实际应用过程中光纤光栅传感器出现的波长变化情况称为是波长位移。充分利用外界环境以及应变等因素的影响所产生的作用，能够实现光纤光栅传感器在实际应用过程中各种物理元素变化状况 的详细分析[1]。
在油田实际的应用过程中，光纤光栅传感器实际产生的波长位移会在一定程度上外界各种物理量变化的严重影响，由此也会导致光纤光栅传感器在实际应用过程中的有效折射率、光纤光栅周期情况等都会出现相应的变化，进而会对光纤传感器的波长位移造成影响，导致其产生相应的变化。在油田的生产开发实际中，可以充分结合光纤传感器波长位移实际产生的变化阵列状况来具体的实施准分布式传感器构建。
1.2 光纤传感器在油田应用实际中存在的问题
光纤传感器在油田领域的实际应用过程中不仅体现出了较强的抗感染能力，较大的测量范围和便捷的适用性，而且在应用过程中光纤传感器还存在不少问题。例如，在实际应用过程中光纤传感器本身的造价成本比较高，这也对光纤传感器在油田领域的应用起到了一定的限制作用。此外，光纤传感器在油田的实际应用过程中经常会受到温度以及应变等多种因素的影响，导致其波长位移产生变化，由此就会对光纤传感器的温度以及应力等几种参数的测量精度产生一定的影响。
2 光纤传感技术在油田开发中的应用
2.1 分布式光纤传感器光散射
在油田的实际生产开发过程中分布式光纤传感器主要是通过应用分布式光传感器在温度以及应力等多种因素影响下光散射的实际分布状况来进行测量。因此，在分布式光纤传感器的实际应用过程中光散射是非常重要的一个环节。光纤传感器光散射主要是充分利用光子作为传输介质，通过光子的碰撞最终产生光散射现象。通常情况下分布式光纤传感器主要具有光纤折射光散射、光学身子光散射以及深学声子光散射等几种光散射方式[2]。因为光纤材料折射率实际分布呈现逐步均匀状态由此就产生了光纤折射光散射;而通过光学声子剃的光散射就被称为是光学声子光散射;光纤传感器光散射类型的不同会导致其散射变化频率产生较大差异。光纤折射光散射本质上是光与物质之间所产生的弹性散射而形成，由此可见，光纤折射光散射通常情况下散射过程中不会出现频率变化现象。而光学声子光散射以及声学声子光散射本身是由于光与物质之间所产生的一种非弹性散射作用形成，因此其在散射的过程中光频率也会在一定程度上产生变化。
2.2 分布式光纤传感技术在油田中的应用分析
分布式光纤传感技术会因为光纤传感器光散射类型的不同而产生差异。充分利用光学折射原理的分布式光纤传感技术通常情况下也被称为是瑞利 散射型分 布式光纤传感技术。分布式光纤传感技术在油田的实际应用过程中主要是通过应用瑞利散射光在光纤材料中所产生的调制作用来实现对各项参数的测量;而充分利用光学声子光散射类型的光纤传感技术，主要是充分利用散射光实际的强度与温度之间所产生的联系来对各项参数进行测量。
3 光纤传感技术在油田开发中的应用展望
目前光纤传感技术已经在陆地油田、海上油田的勘探开采、油气储运等各个行业中实现了广泛应用，而且从国际油田领域来看，光纤传感器已经在油井内检测等几个方面实现了普及应用。随着当前石油市场的不断发展，光纤传感器在油田领域中的市场需求在不断增加。而通过光纤传感器的应用也为整个油田行业带来了巨大的经济利益，某国际石油公司在相关的调查研究中发现通过利用光纤地震检测仪器为该公司创造了高达2500万美元的效益，而且为该公司的市场开拓发挥出了巨大作用[3]。由于在油田行业中光线传感器体现出了巨大的优势，因此其应用前景也非常广泛。另外，光纤传感器在油田领域中的普及应用也全面推动了油田智能化管理系统的建设。通过实现智能化网络油田管理，光纤传感器的应用能够在油田勘探开采、油气运输、基建建设等各个领域中实现实时、在线监控，使得整个油田领域的信息管理效率得到了高度统一。可以预见，在未来油田领域的发展过程中光学技术的大量应用必然将成为一种趋势。
4 結束语
总而言之，光学传感器在油田的生产勘探开发过程中不仅具有较强的抗干扰能力，而且对于油田生产开发技术以及整个油田行业的可持续发展能够起到极大推动作用，在油田领域中具有较高的推广价值。
参考文献：
[1]毛江鸿.分布式光纤传感技术在结构应变及开裂监测中的应用研究[D].浙江大学，2012.
[2]童茂松，彭会忠，杜国同.油田测试中的光纤传感技术[J].光纤与电缆及其应用技术，2004（01）：14-18.
[3]牟风明，吕公河，曹冰，王晨，尚盈.光纤传感技术在油田监测领域中的应用[J].石化技术，2019，26（09）：108-110.