背景：碳封存為何需要長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)？

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(zhǎng)期監(jiān)測(cè)來保障。監(jiān)測(cè)的主要目的包括：

? 實(shí)時(shí)掌握封存區(qū)域內(nèi)二氧化碳的運(yùn)移狀態(tài)

? 預(yù)警可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)

? 為碳交易市場(chǎng)提供可靠的封存證據(jù)

傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法如時(shí)延地震勘探，雖然能夠提供封存體的短暫貯存，但難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)、實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)需求。而光纖傳感技術(shù)正好彌補(bǔ)了這一空白，成為碳封存監(jiān)測(cè)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(cè)量干涉條紋變化來測(cè)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(gè)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(duì)光纖軸向信號(hào)敏感，對(duì)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(shí)現(xiàn)了全方向敏感：實(shí)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(gè)數(shù)量級(jí)

? 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(diǎn)是其聲學(xué)可重構(gòu)性。與傳統(tǒng)點(diǎn)式傳感器固定不變的性能不同，DAS系統(tǒng)的標(biāo)距長(zhǎng)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(cè)：使用大標(biāo)距增強(qiáng)信噪比，確保深層信號(hào)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(cè)需求。

不同技術(shù)路線對(duì)比：如何選擇最優(yōu)方案？

針對(duì)水下碳封存監(jiān)測(cè)，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(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化

? 專攻聲壓場(chǎng)監(jiān)測(cè)

? 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(cè)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(jià)比最優(yōu)，同規(guī)模成本比方案一低4倍以上

? 兼具點(diǎn)式和分布式傳感優(yōu)勢(shì)

? 科研價(jià)值高，支持多尺度數(shù)據(jù)融合

隨著我國(guó)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(cè)：憑借光纖傳輸距離優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)公里級(jí)范圍的連續(xù)監(jiān)測(cè)

? 長(zhǎng)期穩(wěn)定性：光纖本身無需供電，適合長(zhǎng)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(cè)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(shí)現(xiàn)全面自主可控，為我國(guó)碳封存安全提供了強(qiáng)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)