[發明專利]可浸式光學設備、方法和系統

有效

• 申請號: 201510635212.1
• 申請日: 2015-09-30
• 公開（公告）號: CN105700090B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: R.A.P.費爾尼霍夫;J.C.史密斯
• 申請（專利權）人: PGS地球物理公司
• 主分類號: G02B6/44
• 分類號: G02B6/44;G01V1/18
• 代理公司: 72001 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 鄧雪萌;張昱

本發明涉及可浸式光學設備、方法以及系統。根據一個示例，可浸式傳感器站聯接到光纜。所述光纜可以是可浸式的?？山絺鞲衅髡究蛇B接可浸式光纜作為永久油藏監測系統的部分。所述可浸式光纜可容納多根可浸式光纖導管。可浸式傳感器站在其周圍環境處于1500米或更深的高壓海洋深度中的情況下可以是壓力平衡的。

技術領域

相關申請的交叉引用

本申請要求于2014年10月3日提交的美國臨時申請號62/059,271的優先權，其通過引用并入。本申請總體上涉及海洋地震勘測和/或監測領域，更具體地涉及可浸式光學設備、方法和系統。

背景技術

光纖普遍用于在高帶寬下傳送數據。發展光纖通信技術的投資已集中在使得此類帶寬在長距離上可用的方面。長距離進一步需要生產同時負擔得起且魯棒的電纜。

光纜通常必須不僅耐受與運輸和安裝相關聯的損傷，而且耐受老化和長期暴露于包括環境污染物的因素的潛在影響。在海洋環境中的一個此類示例稱作氫暗化效應。在長暴露時間之后，無論是否由腐蝕、生物過程或其它海洋相關的原因引起，氫均可擴散到光纖的芯中，并且可與硅、摻雜劑和/或其它雜質發生化學反應以將光學信號承載材料（例如玻璃）“著色”。在長距離上的光學信號可由此著色覆蓋，導致過多的光學信號衰減。

永久（油氣）油藏監測（PRM）是這樣一種技術：采集油藏狀態的多張三維地震勘測“圖片”，使得地質學家或油藏工程師可規劃額外鉆孔的位置來提高油氣萃取效率和/或可評定當前萃取技術隨時間推移的效率。在一些情況下，采集油藏的多張地震照片可稱作四維（4D）震測。

基于海洋的PRM面臨基于陸地的油藏監測系統所未面臨的重大挑戰。這對于海底設備來說尤其如此，因為水深延伸到1000米的范圍且甚至更深。

發明內容

本公開大體涉及海洋地震勘測和/或監測領域。舉例來說，本公開可應用于海洋地震勘測和/或監測，其中可使用一個或更多個震源來產生與地下地層相互作用的波場，以及使用地震傳感器（拖曳的或者海洋底部）來接收由震源產生的地震能量或自然存在的地震事件，且受到與地下地層的相互作用的影響。如本文所使用的，“海床”和“海底”是指水體（例如，大洋、大?；蚝矗┑牡讓樱八隆笔侵肝挥谒w表面以下，有可能位于底層處或底層附近。水體能夠是咸水水體、淡水水體或微咸水水體。

保護光纖免于氫暗化和海洋相關的退化機制的標準設計方法涉及將光纖導管布線穿過具有不銹鋼的或聚合物的管的緊密密封的光纜（在本文中稱為“一根或多根緊密密封的光纖導管”）。如本文所使用的，緊密密封的光纖導管旨在表示,光纖導管被密封以防止或至少減小由環境因素（例如污染物和水）滲透的可能性。例如，緊密密封的光纖導管可以此方式構造，使得防止周圍環境中的液體接觸光纜的內容物。在此示例中，不銹鋼的或聚合物的管可經涂覆以提供抵抗液體滲透的冗余密封，特別是在深的高壓海洋應用中。如在一些海洋環境光纖應用中可存在的高壓能夠導致氫擴散中的增加，從而與硅、摻雜劑或光纖芯中其它雜質發生化學反應并且促進上述的損害效應。例如，與在海平面的約101.3千帕的標準大氣壓對比，在海洋環境中的深度處，周圍水的外部環境壓力可在500米的深度處增大到約5,127千帕的壓力，以及能夠在1500米的深度處增大到約15,179千帕。

海洋地震勘探和/或監測領域已經利用了掩埋在陸地上的電纜和海洋電纜的光纖技術?；诠馔ㄐ诺牡卣鹂碧诫娎|和海床電纜通常采用商業上可獲得的光纜和技術作為系統設計的架構。盡管存在與標準設計方法相關聯的制造復雜性和/或材料成本的增加，但對于防止將光纖暴露至水的上述預防在海洋地震勘探和/或監測領域中已成為普遍接受的實踐。