超动态变形场长时间观测系统

地震模拟实验通过稳态加载获得失稳滑动或破裂事件来模拟地震过程。实验中,稳态变形与失稳滑动交替出现。由于无法事先确定失稳发生的时刻与持续时间,且一次实验中有可能产生多次失稳事件,为了保证在极其短暂的失稳瞬间获得足够的数据以分析震源力学过程,数据采集系统需要从实验开始直至结束一直保持高速连续工作。一般的实验进程可能会持续十几h,因此需要巨大的存储空间。尽管还没有确切地了解失稳信号的频率上限,但以往的实验已经证明信号的频率会达到几百甚至几千Hz,所以采样频率应当达到MHz量级以上。在这种连续长时间获取高频数据的情况下,还要保持较高的信噪比。此外,以往的实验已经证明,震源力学场具有复杂的空间结构,难以用少数几个测点来描述,需要对几十个以上的测点进行同步观测。长时间连续记录、高分辨率高频采样与多点同步观测4项技术手段的联合使用对观测系统的技术指标提出了巨大的挑战。为此,文中研发了一套高信噪比的64通道、16位分辨率、4MHz并行采集频率、可以连续记录几十h的超动态变形场观测系统。利用这套系统可以实现应变、声发射及位移等多种信号的同步采集,便于分析各种物理量之间的转换关系。

稠油水平井热力开采监测工艺技术研究

针对现有热采测试工艺和技术不适应水平井热采测试需要的问题,研究开发了光纤光栅监测技术,并开发了测试光缆水平井施工工艺设备,解决了测试光缆的水平段推入问题。经室内实验和现场试验,各项技术指标均达到设计要求。光纤光栅监测技术对测量信息采用光谱频率和波长编码,测量距离和测量信息不受光源功率、光纤弯曲等因素影响,可在一支特制的光纤上准确定位测量多组光栅传感器,实现了温度与压力的同步连续测量。采用耐温400℃的高分子材料屏蔽铠装成井下测试光缆,光纤和传感器封装后可抗5t的拉力,传感器安装在一个复杂的结构内。通过井下热动态变化监测,可确认合理的注汽量和焖井时间。当井下注汽温度与压力的动态变化稳定,井下温场与注汽参数达到热平衡时为最佳注汽量;当油藏汽腔消失,温场降速平稳,压力下降幅度平稳时,即为合理的焖井时间。