公司代表聶俊光博士在論壇上分別發(fā)表了題為《分布式光纖傳感海洋碳封存監(jiān)測技術(shù)》的主題報告，報告主要介紹了分布式光纖傳感系統(tǒng)在海洋碳封存監(jiān)測領(lǐng)域的最新應(yīng)用情況。
背景：碳封存為何需要長期監(jiān)測？
盡管地質(zhì)碳封存前景廣闊，但其有效性和安全性必須通過長期監(jiān)測來保障。監(jiān)測的主要目的包括：
? 實時掌握封存區(qū)域內(nèi)二氧化碳的運移狀態(tài)
? 預(yù)警可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險
? 為碳交易市場提供可靠的封存證據(jù)
傳統(tǒng)的監(jiān)測方法如時延地震勘探，雖然能夠提供封存體的短暫貯存，但難以實現(xiàn)連續(xù)、實時的監(jiān)測需求。而光纖傳感技術(shù)正好彌補了這一空白，成為碳封存監(jiān)測的理想選擇。
技術(shù)原理：光纜如何“感知”二氧化碳？
干涉?zhèn)鞲校?/span>利用光的相干性，通過測量干涉條紋變化來測量外界物理量，敏感元件一般局限在光纖中的特定段或器件上；
分布式傳感：利用光在整個光纖中的散射效應(yīng)，通過分析散射光隨著空間分布變化來獲取環(huán)境信息。
技術(shù)突破：從“單向感知”到“全向感知”
傳統(tǒng)分布式光纖傳感系統(tǒng)存在局限：僅對光纖軸向信號敏感，對幾乎垂直入射的反射波不敏感。神州普惠通過自主研發(fā)的PH-DAS聲敏螺旋光纜傳感系統(tǒng)（HWC）成功突破了這一瓶頸。
相比于傳統(tǒng)的直光纖傳感，我司研制的螺旋光纜為高性能、高靈敏度DAS應(yīng)用帶來了新的可能：
? 實現(xiàn)了全方向敏感：實現(xiàn)360°全方位感知，具備三分量傳感潛力
? 大幅提升了靈敏度：靈敏度高達(dá)-120dB，比常規(guī)光纖提高約4個數(shù)量級
? 大幅度提升空間分辨率：通過控制螺旋纏繞比可靈活調(diào)整空間分辨率
潛力：“聲學(xué)可重構(gòu)”特性
分布式光纖傳感最引人注目的特點是其聲學(xué)可重構(gòu)性。與傳統(tǒng)點式傳感器固定不變的性能不同，DAS系統(tǒng)的標(biāo)距長度可以靈活配置：
? 淺層勘探：采用小標(biāo)距提升分辨率，捕獲高頻細(xì)節(jié)信息
? 深層監(jiān)測：使用大標(biāo)距增強信噪比，確保深層信號質(zhì)量
這種“定制化成像”能力使得單一系統(tǒng)能夠適應(yīng)不同深度和精度的監(jiān)測需求。
不同技術(shù)路線對比：如何選擇最優(yōu)方案？
針對水下碳封存監(jiān)測，神州普惠為行業(yè)提供了三種技術(shù)路線：
方案一：光纖水聽器陣列
? 成熟度最高，已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化
? 專攻聲壓場監(jiān)測
? 施工便捷，可靠性高
方案二：光纖OBC（海底地震儀）陣列
? 功能最全面，可監(jiān)測三分量的加速度和聲壓
? 適合高精度科研需求
? 布放要求較高，需要大噸位作業(yè)船
方案三：分布式螺旋光纜陣列
? 性價比最優(yōu)，同規(guī)模成本比方案一低4倍以上
? 兼具點式和分布式傳感優(yōu)勢
? 科研價值高，支持多尺度數(shù)據(jù)融合
隨著我國碳封存產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，分布式光纖傳感技術(shù)將在以下方面發(fā)揮更大作用：
? 大范圍監(jiān)測：憑借光纖傳輸距離優(yōu)勢，實現(xiàn)公里級范圍的連續(xù)監(jiān)測
? 長期穩(wěn)定性：光纖本身無需供電，適合長期海底布放
? 數(shù)據(jù)融合：與其他地球物理方法結(jié)合，構(gòu)建全方位監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)
神州普惠通過持續(xù)技術(shù)創(chuàng)新，在核心器件、解調(diào)設(shè)備和系統(tǒng)集成方面實現(xiàn)全面自主可控，為我國碳封存安全提供了強有力的技術(shù)保障。
HWC-DAS多尺度數(shù)據(jù)地面地震勘探系統(tǒng)