基于拉曼散射的深孔测温技术研究

作者：张青; 郝文杰^*; 蒿书利; 李胜涛; 王新杰; 蒋凡

来源：地球物理学进展, 2018, 33(04): 1438-1443.

• 分布式测温
• 干热岩勘察
• 光纤传感技术
• 后向拉曼散射

孔中测温作为一种原位测试方法,是地热资源勘察、开发中重要的研究内容.分布式光纤传感测温技术,能够弥补传统点式测温耗时与漏测的不足,同时传感光纤具有耐高温、高压和抗(钻井液)腐蚀性等特点,可实现钻孔恶劣环境下的分布式温度测量.本文利用拉曼散射和光时域反射技术,设计了深井分布式光纤温度测试系统.该系统采用波分复用技术,将后向拉曼散射光中的斯托克斯光与反斯托克斯光分离,利用反斯托克斯光的温度敏感特性感知环境温度,结合同源斯托克斯光,解调温度信息;根据光纤中光的传输速率和背向拉曼散射光的回波时间,可以对温度点进行定位,实现对光纤温度场的分布式测量.通过多点数字累加平均技术的微弱信号处理方法,并引入光纤突变损耗修正系数、光电采集影响系数等,借助光纤环基准参考,实现测温数据的解算.同时本文设计的深孔耐高温铠装测试光缆,可实现-65350℃范围内的温度测试;结合GHDR2号地热孔野外测试实验,完成测深800m,孔内最高温度54.8℃,证明此种测温方法的有效性和潜在的推广价值.

• 单位
  中国地质调查局水文地质环境地质调查中心; 国土资源部