光纖傳感技術(shù)是20世紀70年代伴隨光纖通信技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的新型傳感技術(shù)，國外一些發(fā)達國家對光纖傳感技術(shù)的應用研究已取得豐碩成果，不少光纖傳感系統(tǒng)已實用化，成功替代傳統(tǒng)傳感器。國內(nèi)方面，近日，由西北油田分公司信息中心組織實施的塔河油田光傳輸工控專網(wǎng)擴建項目工程竣工，并且一次性投運成功。這是在同一條光纖上實現(xiàn)了多種業(yè)務信息的專用傳輸，改變了光纖的使用模式，大幅增強了工控生產(chǎn)的安全性。

光纖傳感技術(shù)在石油工業(yè)中的應用優(yōu)勢明顯

在油田的開發(fā)過程中，人們需要知道在產(chǎn)液或注水過程中有關(guān)井內(nèi)流體的持性與狀態(tài)的詳細資料，這就要用到石油測井，其可靠性和準確性是至關(guān)重要的，而傳統(tǒng)的電子基傳感器無法在井下惡劣的環(huán)境諸如高溫、高壓、腐蝕、地磁地電干擾下工作。光纖傳感器可以克服這些困難，其對電磁干擾不敏感而且能承受極端條件，包括高溫、高壓以及強烈的沖擊與振動，可以高精度地測量井筒和井場環(huán)境參數(shù)，同時，光纖傳感器具有分布式測量能力，可以測量被測量的空間分布，給出剖面信息。而且，光纖傳感器橫截面積小，外形短，在井筒中占據(jù)空間極小。光纖傳感技術(shù)的應用優(yōu)勢明顯高于現(xiàn)有技術(shù)。

光纖傳感器以其獨特的優(yōu)勢，可以廣泛應用于石油天然氣井下的儲層參數(shù)監(jiān)測(包括溫度、壓力和多相流)、聲波檢測和激光光纖核測井之中，極大地豐富了石油和天然氣公司對儲層的了解，便于優(yōu)化油氣田開采和維護。值得一提的是，該系統(tǒng)能夠及時得到注采的注水壓力和溫度，從而判斷壓力是否超標，從而預防由于壓力超標導致的套管損壞。

光纖傳感器在測井上的研究進展

由于開發(fā)方案的需要，對油藏壓力的管理需要特別謹慎，這樣做的目的是減少因在低于泡點壓力的狀態(tài)下開采所造成的原油損失，減少在注氣過程中因油藏超壓將原油擠入含水層所造成的原油損失。分布式光纖溫度傳感器具有通過沿整個完井長度連續(xù)性采集溫度資料來提供一條監(jiān)測生產(chǎn)和油層的新途徑的潛力。因為井的溫度剖面的變化可以與其它地面采集的資料(流量、含水、井口壓力等)以及裸眼測井曲線對比，從而為操作者提供有關(guān)出現(xiàn)在井下的變化的定性和定量信息。

目前的光纖溫度、壓力傳感器的最主要的缺點之一就是溫度壓力交叉敏感特性，如何消除或者利用這種交叉敏感特性是研究的熱點。

美國CiDRA公司挖掘了光纖傳感器內(nèi)在的優(yōu)勢，開發(fā)了井下光相多相流傳感器。目前的樣品只局限在測量準均勻流體：如油、水兩相或油、水、氣三相(氣相體積份數(shù)小于20%)。

光纖傳感技術(shù)的應用前景廣闊

與過去相比，勘探開發(fā)公司如今面臨更大的風險和更復雜的鉆井環(huán)境，因此獲得準確的地層構(gòu)造圖和油藏機理具有重要意義?；诠饫w的井下地震檢波器系統(tǒng)能夠解決這些問題，它能提供整個油井壽命期間永久高分辨率四維油藏圖像，極大方便了油藏管理。這種井下地震加速度檢波器能接收地震波，并將其處理成地層和流體前緣圖像。

激光技術(shù)和光纖技術(shù)可以用于研制井下傳感器，用于在充有原油和泥漿等非透明流體的井中進行測井。激光光纖核傳感器是在光纖通信和光纖傳感器的基礎上產(chǎn)生的，它利用了光致?lián)p耗和光致發(fā)光等物理效應，比常規(guī)核探測器具有更多的優(yōu)越性，是典型的學科交叉。

目前，全世界各大石油生產(chǎn)和服務公司都投入了巨資來研究和開發(fā)光纖傳感器在儲層評價中的應用，還有相當多的光纖傳感器研發(fā)機構(gòu)也致力于這一新興領(lǐng)域的工作?？梢栽O想，下一代光纖傳感器在克服自身的缺點和劣勢以后，將大面積推廣，能更有效地幫助實時了解油氣開采動態(tài)的水平。各大油田公司能夠充分利用這些有利的信息，實現(xiàn)和維持油田的最優(yōu)化生產(chǎn)，從而使油藏達到最高的采收率。同時，由于因特網(wǎng)的飛速發(fā)展，光纖監(jiān)測的井況參數(shù)可以及時傳遞，這使得石油行業(yè)相關(guān)的生產(chǎn)和服務公司能夠更有效地分析和評價全世界的資產(chǎn)。

另外，光纖傳感技術(shù)不僅僅可以應用在石油行業(yè)中，還可以應用在鋼鐵冶煉行業(yè)，通過分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)，實時監(jiān)測鋼鐵冶金場所的煉鋼爐、儲能室、輸配電線路的溫度信息、火情信息。并可將監(jiān)測來的數(shù)據(jù)傳給現(xiàn)場重要監(jiān)控系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)分析和處理，使得鋼鐵冶金現(xiàn)場的安全性、可靠性大大增強。甚至，光纖傳感器未來還將可能應用在地震監(jiān)測上，未來，光纖傳感技術(shù)的工業(yè)應用前景不可限量。