水力压裂本井分布式光纤声波监测多频段数据特征分析方法

来源：石油科学通报杂志2026年第3期北京时间：

作者：宋佳忆, 隋微波, 杜广浩, 李积雯

单位：中国石油大学(北京)石油工程学院， 北京 102249

摘要：分布式光纤声波传感(DAS)监测技术已逐渐成为水力压裂监测的常规手段。然而目前国内外对DAS本井监测数据的应用与研究主要集中在基于声波能量监测的流动剖面定性分析与定量反演，对千赫兹级本井DAS监测数据所蕴含的多类型信息利用有限。压裂过程DAS多频段响应特征与井下流动、近井储层变形以及施工参数变化之间的关系仍不明确。为深度发掘DAS压裂监测数据应用价值，本文构建了一套适用于压裂本井DAS监测的多频段数据特征分析方法。首先通过低频DAS提取与温度应变解耦算法获取本井机械应变，揭示压裂过程近井地带裂缝分布与演化特征。随后结合全频段DAS信号精细频谱分析方法，进一步研究裂缝演化、施工参数变化与不同频段DAS响应特征之间的关联与规律。通过多频段特征分析方法可进一步挖掘压裂本井DAS海量监测数据，获取较以往更多维的响应指示与解释结果。应用该方法对一口实例井压裂过程的DAS声波能量监测数据进行分析，提取了频域特征与应变演化信息，识别了井下流动与近井地带变形事件。结果表明：压裂本井DAS信号的低频部分能够反映“簇”一级的水力裂缝动态信息；2000~3000 Hz频段数据反映了压裂液在水力裂缝中的流动特征，发现排量与该频段能量、相对频段能量之间存在正相关关系；与劣势进液射孔簇相比，优势进液簇处的DAS信号在4000 Hz以上频段出现明显、持续的高幅值响应；砂浓度与射孔簇处4000~5000 Hz频段能量、相对频段能量负相关。研究结果可为压裂过程本井DAS声波能量监测的实时分析提供新的方法，并为矿场DAS监测采样频率的合理选择与信号响应解释提供参考。

关键词：分布式光纤声波传感,压裂本井监测,本井低频DAS,精细频谱分析,多频段特征分析,低频应变提取