Editors’ Vox is a blog from AGU’s Publications Department.
This is an authorized translation of an Eos article. 本文是Eos文章的授权翻译。
分布式声学传感(DAS)已成为井孔地球物理学中的前沿技术。利用光纤电缆,井孔 DAS 系统能够实时、高分辨率地成像和监测地下结构和活动,即使在极端温度和压力下也能覆盖长距离。DAS 不仅提高了井孔地球物理数据的准确性,还增强了检测和分析井孔环境变化的能力。
AGU 地球物理专著系列中的新书《井孔地球物理学中的分布式声学传感》探索了井孔 DAS 技术的最新进展及其在地球物理学中的实际应用。我们询问了该书的编辑,DAS 如何改进地下监测,正在记录哪些类型的数据,以及这项技术接下来将走向何方。

简单来说,什么是分布式声学传感?
分布式声学传感是一种利用光纤电缆沿其长度检测声波的技术。这些光纤可能长达数千米,安装在井孔、浅表沟槽甚至海底。
通过从光纤一端的电子询问器发送光脉冲,DAS 测量声波对光纤的反射变化,从而能够持续监测地下活动,如地震事件、流体流动以及井孔周围的其他变化。
这项技术提供了关于地下条件的实时、详细信息。
DAS 技术在井孔地球物理学中有哪些应用?
DAS 技术在井孔地球物理学中有广泛的应用,包括:
- 垂直地震监测:DAS可以检测并记录沿井孔长度的地震波,提供有关井附近速度结构的详细信息。
- 水力压裂监测:在水力压裂过程中,DAS实时监测裂缝的传播和流体的流动,有助于优化该过程的安全性。
- 流体流动检测:通过测量与流体运动相关的声学信号,DAS跟踪井孔内的流体流动,这对于储层管理和地下水监测非常有用。
- 地震监测:DAS用于检测和分析井孔周围的微地震事件,这些事件可以提供有关地下过程的见解,无论是人为的(例如地热或碳封存)还是自然的(例如断层或火山)。

本书是如何组织的?
《井孔地球物理学中的分布式声学传感》共有 31 章,分为四个主要部分:
- 第一部分关注仪器和建模;
- 第二部分涵盖数据采集和处理;
- 第三部分介绍成像和反演技术;
- 第四部分探索多种应用,如地震学、裂缝检测、活动断层监测和低频应变监测。
每个部分都有专家的贡献,提供了 DAS 技术当前状态、挑战和潜力的详细概述。
本书还介绍了 DAS 原理和进展,并在结尾部分展望了 DAS 技术和井孔 DAS 地球物理应用的未来发展。
这本书适合谁阅读?
本书面向从事井孔地球物理学的地球物理学家、工程师和研究人员,也适用于对地下监测最新技术感兴趣的人士。它同时也是石油和天然气行业专业人士以及学习地球物理方法的学者和学生的的宝贵资源。
这本书是在 2021 年出版的上一本 AGU 专著《地球物理中的分布式声学传感:方法和应用》之后四年出版的。您认为几年后另一本书中报道的最新进展会是什么?
井孔 DAS 技术迅速扩展,因此我们希望再出版一本书来捕捉最新的发展和应用。
第一本书涵盖了从井孔到地表 DAS 的广泛应用。自那时以来,井孔 DAS 技术迅速扩展,因此我们希望再出版一本书来捕捉最新的发展和应用。
我们预计未来几年将在 DAS 硬件、软件、综合数据分析和集成以及大数据管理方面取得进一步进展,包括广泛采用机器学习和人工智能。
我们还预计 DAS 的应用将超越井孔地球物理学,例如用于监测和预警地震、火山爆发、龙卷风、飓风、山体滑坡等自然灾害。此外,DAS 可能用于智能城市应用的工程实践,甚至用于月球和火星的观测。
—Yingping Li (y1p2li58@gmail.com; 0000-0002-9661-5012), BlueSkyDas LLC and University of Houston, USA; Robert Mellors (
0000-0002-2723-5163), University of California San Diego, USA; and Ge Zhan (
0000-0001-6342-1273), TGS-NOPEC Geophysical Company, USA