茍 量 張少華 余 剛, 王熙明 安樹杰 吳俊軍 陳沅忠

（1.中國石油集團東方地球物理勘探有限責(zé)任公司；2.中油奧博（成都）科技有限公司）

油藏地球物理技術(shù)是應(yīng)用地球物理勘探技術(shù)，從勘探向開發(fā)領(lǐng)域延伸，縱向上以油藏尺度為目標，空間上以油藏單元為范圍，以地震為主，涉及非地震、巖石物理、地質(zhì)、測井、油藏建模、開發(fā)等多學(xué)科，通過油藏描述、模擬和監(jiān)測手段來解決油氣藏評價、開發(fā)與生產(chǎn)階段出現(xiàn)的油氣藏問題。特點是：以井為核心，將測井、鉆井、巖心、地震等數(shù)據(jù)綜合起來，進行油藏靜態(tài)精細刻畫和油藏開發(fā)動態(tài)監(jiān)測；研究目標比勘探地球物理技術(shù)更明確，資料采集、處理、解釋方法更有針對性。其最終目標是圍繞“認識油藏、開發(fā)油藏、改造油藏”尋找剩余油氣資源，提高采收率。

分布式光纖聲波傳感器（Distributed Acoustic Sensing，DAS）采用獨特的分布式光纖探測技術(shù)，對沿光纖傳輸路徑上的空間分布和隨時間變化的信息進行測量或監(jiān)控。該技術(shù)利用光纖本身作為傳感器進行信號采集，在井中地震勘探、井中—地面立體勘探、油氣藏長期動態(tài)監(jiān)測和微地震監(jiān)測等方面被廣泛應(yīng)用，憑借重量輕、高密度、全井段、高效率、低成本、靈敏度高、耐高溫耐高壓等優(yōu)勢，近年來得到快速發(fā)展，成為貫穿油氣井全生命周期的新興油氣藏監(jiān)測技術(shù)。

1 傳統(tǒng)油藏地球物理技術(shù)的局限性分析

油藏地球物理技術(shù)發(fā)展初期，油藏管理的理念主要體現(xiàn)在降低油田開發(fā)和生產(chǎn)作業(yè)成本，地球物理技術(shù)主要應(yīng)用于油藏圈閉特征描述、油藏特性和油藏特征參數(shù)表征、油藏生產(chǎn)動態(tài)監(jiān)測3個方面，在降低作業(yè)成本、發(fā)現(xiàn)剩余油氣資源、減少干井和低產(chǎn)井數(shù)量等方面發(fā)揮了積極作用，也在應(yīng)用中得到擴充、發(fā)展和完善。但油藏管理面臨兩大技術(shù)挑戰(zhàn)：（1）油氣田勘探開發(fā)早期，油藏特征精細描述存在缺陷，包括厚度、埋深、體積、流體性質(zhì)、巖性和儲層連續(xù)性等；（2）油氣藏開發(fā)生產(chǎn)過程中的長期動態(tài)監(jiān)測技術(shù)有待改進，以便實現(xiàn)更準確的監(jiān)控和更有效的管理。

常規(guī)地面地震勘探技術(shù)主要面臨兩方面挑戰(zhàn)：（1）常規(guī)地面三維反射波地震數(shù)據(jù)低分辨率成像的問題。地面三維反射波地震數(shù)據(jù)的分辨率只有反射地震波信號波長的1/4，不能分辨小于10m厚度的薄儲層，很難針對油氣儲層進行高精度高分辨率的精細刻畫和準確描述；（2）常規(guī)地面三維反射波地震數(shù)據(jù)屬性反演的多解性問題。要解決油氣藏管理和高效開發(fā)所面臨的兩大技術(shù)挑戰(zhàn)，需要深入到油氣藏儲層內(nèi)部去進行高精度高分辨率的觀測與測量（精細特征描述與刻畫），以及油氣藏儲層參數(shù)和實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)的長期動態(tài)監(jiān)測（原位實時動態(tài)監(jiān)測）。目前行業(yè)內(nèi)廣泛使用的井下三分量檢波器由于一次下井級數(shù)較少（不超過100級）、測量間距大，無法一次完成全井段、高密度、長時間的井中地震數(shù)據(jù)采集任務(wù)。另外，在油氣生產(chǎn)井下安裝常規(guī)電子傳感器，也因為數(shù)量少、精度低、耐溫耐壓能力差、使用壽命有限等因素，無法實現(xiàn)對油氣生產(chǎn)井進行無干擾、無間斷、高精度、高密度和長期生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實時動態(tài)監(jiān)測。這是目前傳統(tǒng)油藏地球物理技術(shù)在油氣藏開發(fā)生產(chǎn)中規(guī)?；瘧?yīng)用的局限性。

2 油藏地球物理技術(shù)現(xiàn)狀及創(chuàng)新發(fā)展

為了提高油氣田采收率，需要對所有的油氣生產(chǎn)井進行多參數(shù)、長期、實時、無干擾的動態(tài)監(jiān)測，根據(jù)動態(tài)監(jiān)測結(jié)果及時優(yōu)化調(diào)整開發(fā)方案，最大限度提高油氣采收率，降低生產(chǎn)作業(yè)成本。

2.1 光纖傳感技術(shù)發(fā)展歷程及技術(shù)現(xiàn)狀

光纖傳感技術(shù)始于1977年，是伴隨光纖通信技術(shù)發(fā)展起來的。分布式光纖傳感技術(shù)采用光纖做傳感介質(zhì)和傳輸信號介質(zhì)，通過測量光纖中特定散射光的信號來反映光纖自身或所處環(huán)境的應(yīng)變或溫度的變化，一根光纖可實現(xiàn)成百上千傳感點的分布式傳感測量。分布式光纖傳感器是一種全分布式的測量技術(shù)，其工作原理是基于向后散射效應(yīng)，集傳感與傳輸于一體，可實現(xiàn)遠距離測量與監(jiān)控，一次測量就可獲得整個光纖分布區(qū)域的空間參數(shù)分布圖，可測得長達幾十千米的信息。近年快速發(fā)展起來的有分布式光纖聲波傳感（DAS）、分布式光纖溫度傳感（DTS）和分布式光纖應(yīng)變傳感（DSS）技術(shù)。在油氣勘探開發(fā)領(lǐng)域，DAS系統(tǒng)應(yīng)用于地表、井中和海底的地震數(shù)據(jù)采集，井下氣體或液體流動噪聲記錄；DTS系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于井中溫度測量和監(jiān)測；DSS系統(tǒng)則開始應(yīng)用于井下地應(yīng)力測量和監(jiān)測，地層壓力異常區(qū)內(nèi)的套管變形和套損的長期監(jiān)測。

在油氣藏儲層精細刻畫描述方面，沿井筒布設(shè)到地下儲層深處的鎧裝光纜和亞米量級（uDAS?儀器空間采樣率最小至0.1m）道間距采集的高密度DAS井中地震數(shù)據(jù)，可用于井筒周圍儲層的高精度高分辨率構(gòu)造成像，提高油氣田開發(fā)區(qū)生產(chǎn)井周圍的精細油氣藏描述能力。在油氣藏生產(chǎn)長期動態(tài)監(jiān)測方面，井中記錄的微地震數(shù)據(jù)可以用于水力壓裂儲層改造效果的準確評價；利用油氣生產(chǎn)井下布設(shè)的鎧裝光纜連續(xù)實時測量溫度（DTS）和噪聲（DAS）數(shù)據(jù)，對多儲層油氣生產(chǎn)井或水平井中的多相流體實時動態(tài)監(jiān)測，了解油氣生產(chǎn)井段和地層水流入井段的具體位置和流量，計算產(chǎn)液剖面和吸水剖面，實時調(diào)整優(yōu)化油氣生產(chǎn)方案和程序，提高油氣采收率；利用在井下套管外布設(shè)的鎧裝光纜和地面DSS調(diào)制解調(diào)儀器，可長期動態(tài)監(jiān)測地下壓力場變化，實時監(jiān)測地應(yīng)力變化異常地段內(nèi)的套管應(yīng)變，及時發(fā)現(xiàn)套管形變和評估產(chǎn)生套損的風(fēng)險，采取必要的工程措施和手段，預(yù)防和減少套損的發(fā)生，降低油氣資源開發(fā)生產(chǎn)的直接成本。

2.2 創(chuàng)新應(yīng)用及發(fā)展展望

隨著分布式光纖傳感技術(shù)裝備的進步和數(shù)據(jù)處理方法的發(fā)展，其應(yīng)用范圍已經(jīng)拓展到井中和地面地震數(shù)據(jù)采集、井中—地面聯(lián)合立體勘探、水力壓裂微地震監(jiān)測、儲層改造精準工程監(jiān)測、油氣生產(chǎn)井長期動態(tài)監(jiān)測等領(lǐng)域，用于解決油藏地球物理問題。分布式光纖傳感技術(shù)在油氣藏勘探開發(fā)領(lǐng)域大規(guī)模推廣應(yīng)用，將為未來建設(shè)智慧油氣田提供油氣藏三維空間儲層參數(shù)直接感知、實時測量和動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)，真正實現(xiàn)地下油氣藏的智能精細刻畫和描述、油藏智能建模與模擬、優(yōu)化高效開采，最終達到大幅提高油氣藏采收率的目的。

3 分布式光纖傳感技術(shù)在油氣藏精細靜態(tài)刻畫中的應(yīng)用

近年來，DAS技術(shù)被認為是井下三分量檢波器陣列采集井中地震數(shù)據(jù)的可行替代方案。將光纖部署在油氣井中，無論是在套管內(nèi)布設(shè)鎧裝光纜，還是把鎧裝光纜作為完井管柱的一部分，每次地面震源激發(fā)時都可測量整個井筒內(nèi)的地震信號，這促使全井段采集數(shù)據(jù)所需的作業(yè)時間大幅減少，空間覆蓋率更高。

布設(shè)在井中鎧裝光纜和井口附近的DAS調(diào)制解調(diào)儀器，結(jié)合地面震源和地面布設(shè)的檢波器，進行井中—地面立體聯(lián)合勘探，可同步采集同源同波場的地面三維和井中地震數(shù)據(jù)，實現(xiàn)井筒周圍儲層的高精度高分辨率構(gòu)造成像，提高生產(chǎn)井周圍油氣藏精細刻畫和描述能力。

3.1 井中地震

DAS-VSP具有全井段覆蓋、高密度采樣、高效率、耐高溫、耐高壓等優(yōu)點[1-7]，相比時移海底電纜或節(jié)點地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（OBC或OBN），時移3D-VSP成本更低、應(yīng)用前景更廣，是井中地震技術(shù)的重要發(fā)展方向[8-9]。殼牌石油公司在墨西哥灣3D DASVSP勘探中取得了較好效果[10]，成像結(jié)果可滿足地質(zhì)需求。bp、CGG、斯倫貝謝等國際知名公司均已在DAS-VSP研究方面取得較大進步[11-12]。2015年至今，中國石油集團東方地球物理勘探有限責(zé)任公司（簡稱東方物探）已在國內(nèi)多個油田開展分布式光纖VSP數(shù)據(jù)采集試驗，獲得了較高分辨率的成像結(jié)果[13]。

2016年，東方物探在大港油田進行三維地面地震數(shù)據(jù)采集，區(qū)塊面積192.49km2。通過B-01井和B-02井兩個鉆孔同時采集井中地震數(shù)據(jù)，兩口井深度分別為3500m和2770m。在B-01井套管內(nèi)布設(shè)一根從井口至井底的鎧裝單模光纜，接收間距為2m（共1750級），共記錄地面震源井炮8167次，震源覆蓋面積73.92km2；在B-02井套管內(nèi)500～2080m布設(shè)一個80級三分量井下檢波器陣列，接收間距為20m，共記錄地面震源井炮7913次，震源覆蓋面積53.88km2。井中地震數(shù)據(jù)總覆蓋面積達127.8km2，地面有效炮數(shù)達16080次，兩口井分別進行了井區(qū)周圍地面三維地震數(shù)據(jù)的井驅(qū)疊前深度偏移成像處理。

圖1顯示了大港油田地面三維地震數(shù)據(jù)的疊前深度偏移（PSDM）成像、B-02井的井下三分量檢波器陣列Walkaway VSP成像和B-01井的Walkaway DAS-VSP成像及其振幅譜，測試結(jié)果分別為60Hz、70Hz和85Hz。根據(jù)DAS-VSP成像結(jié)果，可以很容易識別出小于地面地震尺度的小斷層和尖滅構(gòu)造，而這些高分辨率精細地質(zhì)構(gòu)造在地面三維地震數(shù)據(jù)成像和井下三分量檢波器陣列Walkaway VSP成像中是不可見的[14]。

圖1 地面三維地震數(shù)據(jù)疊前深度偏移（PSDM）成像、井下三分量檢波器陣列Walkaway VSP成像和Walkaway DAS-VSP成像及其振幅譜對比

2019年，為了研究港東油田地下滲流場變化規(guī)律，東方物探一年內(nèi)實施了3期（1月、7月和12月）時移DAS-VSP觀測，采用套管外光纖采集和地面可控震源激發(fā)，保證3期DAS-VSP資料具有一致性。通過精細處理，獲得了高分辨率時移Walkaway DAS-VSP成像。從時移VSP剖面屬性和反演兩個方面進行差值分析（圖2），在高亮體屬性上，目的層在第一期、第二期監(jiān)測之間變化較大，在第二期、第三期監(jiān)測之間差異較小。波阻抗反演的差值剖面上，也表現(xiàn)為前兩期監(jiān)測之間差值較大，后兩期監(jiān)測變化很小。屬性變化說明儲層從投產(chǎn)前的第一期監(jiān)測到生產(chǎn)5個月后的第二期監(jiān)測期間，產(chǎn)能變化較大（第一期為34t/d，第二期、第三期為8t/d），表現(xiàn)為壓力與產(chǎn)量的降低。而波阻抗的差值顯示，第二期監(jiān)測與第一期監(jiān)測之間目的層的波阻抗值降低，表現(xiàn)為含油氣性變化，含水量上升是該現(xiàn)象的主要原因。第二期監(jiān)測與第三期監(jiān)測的時間段內(nèi)本井實現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)，壓力、日產(chǎn)量、流體比例等生產(chǎn)參數(shù)基本保持穩(wěn)定，在屬性與波阻抗的差值剖面上無異常響應(yīng)。此結(jié)果已通過本井實際生產(chǎn)情況得到驗證。

圖2 時移DAS-VSP高亮體屬性差值剖面和波阻抗反演體差值剖面對比

3.2 井中—地面聯(lián)合立體勘探

井中—地面地震聯(lián)合立體勘探技術(shù)可將井中與地面地震數(shù)據(jù)采集相結(jié)合，同步采集、同步處理，以提高勘探區(qū)成像精度、目的層反射信噪比與分辨率，有利于識別特殊地質(zhì)體，開展儲層精細預(yù)測與評價，研究砂體及巖性圈閉，精細研究井周圍地層的構(gòu)造、儲層及油層變化特征，是一種新型的地震勘探技術(shù)。

東方物探近兩年在國內(nèi)近20個三維地面地震數(shù)據(jù)采集工區(qū)率先進行了井中—地面立體聯(lián)合勘探數(shù)據(jù)采集作業(yè)，大幅降低了三維VSP數(shù)據(jù)采集成本。通過后期的三維地面地震數(shù)據(jù)的井驅(qū)處理，地面三維地震數(shù)據(jù)成像的準確度和分辨率顯著提高。井中地震數(shù)據(jù)處理包括準確計算地下介質(zhì)速度場，獲取地層的平均和各層間的縱波速度與橫波速度，識別多次波，計算沿井筒的球面擴散TAR因子（真振幅恢復(fù)因子）和衰減系數(shù)Q值，提取子波和反褶積參數(shù)，利用Walkaround VSP或三維VSP數(shù)據(jù)求取地下介質(zhì)速度各項異性參數(shù)等。地面三維地震數(shù)據(jù)的井驅(qū)處理包括精細準確地建立井周圍地下介質(zhì)的三維地震波速度模型、三維彈性或黏彈性參數(shù)模型，并對三維地面地震數(shù)據(jù)進行靜校正處理、去除多次波處理、振幅恢復(fù)處理、后續(xù)的三維地面地震數(shù)據(jù)提高分辨率處理，以及各向異性偏移成像和疊前道集數(shù)據(jù)的Q補償或Q偏移成像，通過綜合解釋技術(shù)精細刻畫與綜合評價油氣藏儲層。

圖3是四川盆地火山巖氣藏勘探開發(fā)區(qū)地面三維地震數(shù)據(jù)井驅(qū)處理前后的結(jié)果對比。從圖3可以看到，經(jīng)過井驅(qū)處理的各向異性疊前深度Q偏移剖面的高頻能量損耗得到了較好補償，剖面的頻率帶寬和高頻信號的振幅提高不少，Q-PSDM剖面上出現(xiàn)的高分辨率反射界面在過井位置上與聲波測井曲線十分吻合，為油氣藏儲層精細刻畫與描述提供了準確可靠的高分辨率、高信噪比三維成像數(shù)據(jù)體[15]。

圖3 常規(guī)地面地震數(shù)據(jù)各向異性PSDM剖面與井驅(qū)處理各向異性Q-PSDM剖面對比

圖4是火山巖儲層段地面三維地震數(shù)據(jù)各向異性疊前深度偏移剖面與井驅(qū)處理各向異性疊前深度Q偏移剖面效果對比。后者展示的火山上行通道更為清晰，火山巖體內(nèi)的溢流相和爆發(fā)相等相帶解釋與劃分更容易、更可靠，可為識別高含氣火山巖相帶，布設(shè)新探井、評價井或開發(fā)井提供依據(jù)。

圖4 地面三維地震數(shù)據(jù)各向異性疊前深度偏移剖面與井驅(qū)處理各向異性疊前深度Q偏移剖面效果對比

4 分布式光纖傳感技術(shù)在油氣藏長期動態(tài)監(jiān)測上的應(yīng)用

分布式光纖傳感器布設(shè)在油氣藏儲層內(nèi)進行溫度/震動、噪聲/應(yīng)力、應(yīng)變（DTS/DAS/DSS）的測量和實時監(jiān)測。井下永久布設(shè)（套管外）或半永久布設(shè)（油管外）可實現(xiàn)油氣生產(chǎn)井的階段動態(tài)監(jiān)測、連續(xù)動態(tài)監(jiān)測和實時動態(tài)監(jiān)測，為壓裂段產(chǎn)液產(chǎn)氣量評價、儲層產(chǎn)量（品質(zhì)）動態(tài)評價（產(chǎn)油產(chǎn)氣剖面）、調(diào)剖堵水生產(chǎn)制度調(diào)整、儲層二次開發(fā)等提供可靠依據(jù)，為尋找殘余油、剩余油、提高油氣采收率提供整體決策方案，是傳統(tǒng)的生產(chǎn)測井、示蹤劑測井等技術(shù)的創(chuàng)新性替代手段。井下光纖長期動態(tài)監(jiān)測可貫穿于油氣井的全生命周期（圖5）。

圖5 井下永久布設(shè)鎧裝光纜長期動態(tài)監(jiān)測油氣生產(chǎn)井示意圖

4.1 微地震監(jiān)測

隨著致密儲層體積壓裂的規(guī)模應(yīng)用，井下微地震壓裂裂縫監(jiān)測技術(shù)對改進壓裂設(shè)計、提高壓裂效果起到了重要作用。目前，DAS技術(shù)已進入實用階段。由于DAS調(diào)制解調(diào)儀器具有較大的動態(tài)范圍，能夠精確測量低頻地震信號，應(yīng)用效果良好。與井中三分量檢波器陣列相比，井中DAS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)雖存在信噪比及橫向敏感性相對較低等問題，但由于具有超高密度地面/井中地震數(shù)據(jù)采集效率高與生產(chǎn)成本低等優(yōu)勢，應(yīng)用前景好。

應(yīng)用井下DAS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行井下水力壓裂微地震監(jiān)測，鎧裝光纜被布設(shè)在井下套管內(nèi)外、油管外或連續(xù)油管內(nèi)外，推送到水平井下。套管外永久布設(shè)的鎧裝光纜可用于水力壓裂同井或鄰井的微地震監(jiān)測。套管內(nèi)、油管外或安置在連續(xù)油管內(nèi)外的鎧裝光纜只能用于鄰井的微地震監(jiān)測。圖6是四川某頁巖氣開發(fā)區(qū)1口水平井套管外鎧裝光纜監(jiān)測到的鄰近分支井水力壓裂產(chǎn)生的微地震事件。

圖6 四川頁巖氣開發(fā)區(qū)X平臺光纖監(jiān)測到的水力壓裂微地震事件平面分布示意圖

4.2 水力壓裂精準儲層改造工程監(jiān)測

利用套管外鎧裝光纜進行同井精準儲層改造工程監(jiān)測，實現(xiàn)對壓裂作業(yè)過程中各核心細節(jié)的監(jiān)測，可對橋射連作過程中橋塞卡瓦坐封、橋塞丟手、射孔等動作進行監(jiān)測，壓裂過程中可對投球坐封、不同階段加壓進液過程進行監(jiān)測。通過每簇進液響應(yīng)可實時進行暫堵轉(zhuǎn)向效果監(jiān)測及評價、橋塞封隔質(zhì)量監(jiān)測及評價等，其中壓裂進液監(jiān)測可實現(xiàn)分簇實時分析，分辨率小于3m，有效指導(dǎo)了不同壓裂作業(yè)條件下每簇地層進液情況，實現(xiàn)了由水平井水力壓裂段（60～100m）到壓裂簇（3～8m）的監(jiān)測能力提升，由間接（壓裂微地震事件）到直接（壓裂進液加砂響應(yīng)）的監(jiān)測，達到實時直觀地動態(tài)評價水力壓裂效果。

圖7a顯示加砂之后，在砂濃度為120kg/m3時，1～3簇進液量較小，4～8簇進液量較大，9簇、10簇偶爾有一點信號，推測可能未進液或間斷性有少量進液，11簇?zé)o明顯信號。圖7b顯示砂濃度達到240kg/m3后，1簇進液量稍有增大，9簇、10簇進液量增大，11簇開始有少量進液，2～8簇?zé)o明顯變化，其中2簇、3簇進液量最小，4～8簇最大。圖7c顯示第一次暫堵后的頂替階段，9簇、10簇進液量逐漸減小，直至無進液，11簇依舊未進液，1～8簇進液皆有增多，其中2簇、3簇較少，1簇較多，4～8簇最多。圖7d顯示第二次暫堵后效果明顯，在排量達14m3、砂濃度為60kg/m3時，各簇信號增強明顯，可能是儲層改造效果較好，液體流通順暢導(dǎo)致，此時各簇進液量都較大，1簇、9簇稍弱，11簇開始連續(xù)進液。圖7e顯示總液量達到2132.84m3、砂濃度為240kg/m3時，1～3簇和9簇進液量較小，其余各簇進液量較大，此時在射孔段頂界上方有較強且連續(xù)信號，推測裂縫可能延伸至此處，有一定量的壓裂液通過。圖7f顯示最后頂替階段，9簇進液量稍有增大，其余各簇?zé)o明顯變化，射孔段頂界上方依舊存在連續(xù)較強信號[16]。

圖7 套管外鎧裝光纜進行同井精準儲層改造工程監(jiān)測結(jié)果實時動態(tài)顯示

4.3 產(chǎn)液/吸水剖面

產(chǎn)液剖面是指多層油層縱向上的產(chǎn)液強度曲線與油層頂界、底界、厚度圍成的面積與總面積的百分比；吸水剖面指的是水井高速注入低溫流體后溫度低于地溫，計算出的各層位對于注入水的分配比例。兩個剖面的主要影響因素是井溫局部變化。井筒的溫度剖面會隨著井筒與周圍地層發(fā)生流體交換而發(fā)生變化，主要受到流體交換速度、地層滲透率、流體和巖體的熱物理學(xué)特性等影響，各層段井下溫度的變化幅度不同，從而為生產(chǎn)解釋提供理論依據(jù)。測溫儀器實時監(jiān)測井筒溫度變化，探測影響井筒熱穩(wěn)定模型發(fā)生變化的影響因素，反演出生產(chǎn)狀況的變化。焦耳-湯姆遜效應(yīng)可用于解釋井筒中熱力學(xué)變化。

光纖測溫、測壓的便捷性好，布設(shè)在油氣生產(chǎn)井中的鎧裝光纜在開發(fā)過程中可很容易獲得井筒的全井段、全生產(chǎn)周期的溫度和壓力數(shù)據(jù)。由于井筒溫度和壓力受井下流體產(chǎn)出剖面的影響，依此反演出一套用于解釋油氣井產(chǎn)出剖面的模型，以便對油氣井進行長期監(jiān)測（圖8）。在傳統(tǒng)直井中，地層溫度隨著深度變化會有明顯變化，通過溫度變化可準確判斷井下的生產(chǎn)狀況。但在水平井中，地層深度變化不大，幾乎處于同一層位，井筒周圍的地層溫度變化也不大，熱膨脹、熱傳導(dǎo)、黏性耗散、焦耳-湯姆遜效應(yīng)等微熱效應(yīng)的影響成為水平井溫度變化的主要影響因素，建立基于井筒和地層的熱力學(xué)生產(chǎn)模型就成為通過溫度解釋生產(chǎn)剖面的重要工作。根據(jù)DTS和DAS數(shù)據(jù)建立充分考慮油藏中微熱效應(yīng)的溫度反演模型，計算吸水剖面和產(chǎn)液剖面，明確評價油氣井的產(chǎn)出剖面。圖8中最右側(cè)紅色柱狀圖顯示了井下每套產(chǎn)層或每個射孔壓裂段產(chǎn)出的油氣在該井總產(chǎn)量中的占比。依據(jù)油氣井產(chǎn)液剖面，可及時調(diào)整開發(fā)方案，指導(dǎo)增產(chǎn)措施的實施。

5 分布式光纖傳感技術(shù)在智慧油田建設(shè)上的應(yīng)用前景

光纖的工作頻帶寬、動態(tài)范圍大，適用于遙測遙控，是性能優(yōu)良的低損耗傳輸線。在一定條件下，光纖特別容易接受被測量或場的加載，是優(yōu)良的敏感元件。分布式光纖傳感設(shè)備具有尺寸小、重量輕、無電無源、耐腐蝕、耐高溫、抗輻射、抗電磁干擾、靈敏度高、頻帶寬、高頻響應(yīng)好、具有平坦的頻率特性響應(yīng)、相位呈線性變化、技術(shù)參數(shù)一致性好、性能穩(wěn)定可靠等特點，具有傳統(tǒng)傳感器不可比擬的優(yōu)勢，特別適于在易燃、易爆、空間受嚴格限制、強電磁干擾等惡劣環(huán)境中使用，是地震傳感技術(shù)的發(fā)展方向。

分布式光纖傳感技術(shù)在油氣田生產(chǎn)井中大規(guī)模推廣應(yīng)用，大量布設(shè)在地表之下和井中的鎧裝光纜可作為智慧油田全面感知地下油氣藏的全空間神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在油氣儲層深處實時測量和監(jiān)測油氣生產(chǎn)井下的噪聲（聲波）、溫度、壓力、應(yīng)變，以及所有油氣生產(chǎn)井中的油氣水產(chǎn)量、儲層狀況和地層中流體動態(tài)變化等相關(guān)參數(shù)，為油氣田生產(chǎn)的智能化管理提供關(guān)鍵信息與核心數(shù)據(jù)，幫助管理者全面感知油氣田生產(chǎn)動態(tài)，預(yù)測變化趨勢，實時優(yōu)化油氣田生產(chǎn)的高效動態(tài)管理與智能科學(xué)決策，持續(xù)推動油氣田企業(yè)發(fā)現(xiàn)新增儲量、挖掘殘余和剩余油氣資源、智能優(yōu)化開發(fā)方案、提高油氣產(chǎn)量和最終油氣采收率。

6 結(jié)論與展望

分布式光纖傳感技術(shù)在油氣資源勘探開發(fā)領(lǐng)域的規(guī)?；茝V應(yīng)用，已經(jīng)從井中延伸到了陸地和海洋，從井下單分量測量拓展到了井下和陸地三分量測量（螺旋形繞制的鎧裝光纜），從單井單參數(shù)測量發(fā)展到了多井多參數(shù)同步測量，調(diào)制解調(diào)儀器也從單通道單參數(shù)發(fā)展到了多通道多參數(shù)復(fù)合調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)。展望未來，DAS技術(shù)將會在陸地（沙漠）和海洋中用來替代常規(guī)檢波器采集高密度全波場三分量地震數(shù)據(jù)；油氣田的地下和大部分油氣生產(chǎn)井將會在套管內(nèi)外、油管內(nèi)外普遍安裝內(nèi)含多根特種光纖的鎧裝光纜，構(gòu)建龐大的油氣田地面和地下立體光纖智能感知網(wǎng)，全方位、全天候、全時段地實時監(jiān)測油氣田生產(chǎn)狀況和儲層參數(shù)動態(tài)變化，為油氣田的智能決策管理和智能開發(fā)生產(chǎn)提供依據(jù)。

為了進一步提高分布式光纖傳感技術(shù)水平，加快大規(guī)模推廣應(yīng)用，建議進一步開展如下3方面研究工作：

（1）研制開發(fā)集分布式光纖聲波、溫度、應(yīng)變傳感于一體的多分量、多參數(shù)、多通道復(fù)合調(diào)制解調(diào)儀器，大幅度降低分布式光纖傳感系統(tǒng)成本。

（2）加快研制套管外鎧裝光纜定位定向技術(shù)與設(shè)備，積極發(fā)展與之配套的定向射孔光纜避射技術(shù)，保證射孔壓裂段套管外鎧裝光纜在射孔壓裂作業(yè)時完好無損，實現(xiàn)油氣生產(chǎn)井的長期動態(tài)實時監(jiān)測。

（3）創(chuàng)新性發(fā)展光纖油藏地球物理技術(shù)，實現(xiàn)對整個油氣田儲層的光纖智能油藏感知、描述、模擬和監(jiān)測，智能優(yōu)化開發(fā)方案和生產(chǎn)制度，在未來智慧油氣田的建設(shè)中發(fā)揮重要的技術(shù)支撐作用。