油气勘探与开采监测
在油气田开发与大压力钻井压裂作业中，精准感知地层应变动态是优化压裂工艺、保障作业安全的核心需求。本方案基于光频域反射（OFDR）分布式光纤传感技术，实现压裂过程中“地表-井下”全链路应变的高分辨率、高精度、实时化监测，为压裂效果评估、地层响应分析提供关键数据支撑。
光纤铺设路径模拟图
通过分布式光纤沿“地表埋沙段+井下对称段+地表段”铺设（如上图所示），构建覆盖“地面-井下”的应变监测网络：地表埋沙段为长度15m，光纤埋设于地表沙层下，监测地面振动与沙层应变；井下对称段为深度方向覆盖16m（观测井深度），水平距离12m（观测井-压裂井间距），光纤沿井筒对称布置，捕捉井下压力引起的应变；地表段为长度19m，连接井下段与埋沙段，形成完整监测链路。
通过OFDR技术，实现80m光纤长度、2000s测试时长的全周期应变监测，空间分辨率25mm、时间间隔7s、应变精度±0.5με（2σ）。应变分布呈现“分段特征”：地表部分、光纤井下对称部分、地表埋沙段的应变动态差异显著，反映不同阶段的物理过程，如下图所示，将传感空间分辨率从70mm提升到25mm，从而提升光纤应变信息的精细程度。
整体应变测试结果图
在小压力钻井压裂作业中，精准监测井下应变动态变化是保障压裂效果、评估地层响应的核心需求。传统监测手段存在空间分辨率低、实时性不足等问题，而光频域反射（OFDR）技术凭借高空间分辨率、高精度应变感知能力，为井下压裂监测提供了全新解决方案。
光纤铺设路径模拟图
通过OFDR采集的“整体应变测试结果”热力图（横轴为光纤长度/m、纵轴为测试时间/s、颜色表征应变值，红正蓝负）显示：空间上，压裂引发的应变异常（红/蓝区域）集中于井下16m对称光纤段，说明压裂能量有效传递至观测井LSH-10的井下区域；时间上，测试时间（~1000s–4000s）内，应变在压裂关键时段（如2000s前后）显著波动，后续逐渐稳定，反映压裂过程（裂缝扩展、应力释放）的动态响应；精度上，应变范围（-20με~20με）内颜色梯度清晰，结合±0.5με的精度，可识别微小应变扰动。压裂井LSH-8的作业引发观测井LSH-10井下光纤应变异常，验证了井间应力传递有效性；对称分布的井下光纤应变响应一致，支撑压裂裂缝形态的对称性评估；地表部分光纤应变平缓，进一步证明压裂能量主要作用于井下区域，与物理规律相符。