CN102449263B - 利用分布式感测器件进行井监测 - Google Patents

Abstract

本申请描述了用于实时进行井下监测的方法和设备。该方法涉及询问沿着井眼（106）的路径布置的未经更改的光纤（102）以提供分布式声学传感器以及对从光纤的多个感测部分收集的数据进行采样。采样到的数据随后被处理以提供对于由光纤的感测部分所检测到的声学信号的实时指示。所述实时指示以关于在井下工艺期间正发生的情况的实时反馈数据向井下工艺的操作者或控制器提供信息，所述实时反馈数据允许对工艺参数的调节和任何问题的辨识。

Description

利用分布式感测器件进行井监测

技术领域

本发明涉及对诸如油气井这样的生产井进行监测。这样的监测经常称为井下监测。特别地，本发明涉及使用分布式声学感测（DAS）进行的井下监测。

背景技术

光纤传感器逐渐成为用于一定范围应用（例如地球物理学应用）的成熟完善技术。光纤传感器可采取多种形式，并且通常采用的形式是将一卷光纤布置在心轴周围。诸如地音仪（geophone）或水听器（hydrophone）这样的点传感器可制成为用以检测出一点处的声学和地震数据，并且通过使用光纤连接电缆可以将这样的点传感器的大型阵列在一起多路复用，以形成一种全光纤系统。无源多路复用可以完全光学地实现，并且优点在于不需要电连接，这在电力设备易于损坏的恶劣环境中有很大好处。

光纤传感器已应用于井下监测，并且公知的是在井中或井周围提供地音仪的阵列以检测出地震信号以便更好地理解当地地质条件和提取工艺。这种方法的一个问题在于，地音仪趋于是相对较大型的、并且因此井下安装困难。另外，地音仪趋于具有有限的动态范围。

WO2005/033465描述了使用光纤的井下声学检测的系统，光纤具有一定数目的周期性折射率摄动，例如Bragg光栅。声学数据由光纤的部分取回并用来监测井下条件。

存在着涉及到生产井的形成和操作的许多不同工艺。通常，为形成井，则在岩层钻出钻孔并且将钻孔与套壳对齐。套壳的外部可填充有接合剂以便防止当流动开始时污染到含水层等。一旦已钻出井眼（wellbore）并将其对齐，则通常对套壳进行穿孔。穿孔涉及从套壳内对一系列的穿孔装药（即，聚能射孔弹（shapedcharge））点火，这产生了穿过延伸入岩层内的接合剂和套壳的穿孔。一旦完成了穿孔，则在一些井中必需使岩石断裂以提供油/气的流动路径。通常，岩石在水力压裂（hydraulicfracturing）工艺中通过在高压下向井下泵送流体（诸如水）而断裂。此流体因此被迫进入穿孔，并且当达到充足压力时此流体导致了岩石的断裂。诸如砂子这样的固态颗粒通常被添加到流体以卡在所形成的断裂中并且保持它们打开。这样的固态颗粒称为支撑剂。井可在一系列部段中被穿孔，开始于井的最远离井口（wellhead）的部段。因而，当井的部段已被穿孔时，其可通过堵塞器而被封堵住、而此时井的下一部段被穿孔。

一旦所有穿孔完成，则堵塞器可被钻出、并且可安装生产管系。砂筛和/或砾石过滤层（gravelpack）可被安置用以对入流进行过滤，并且填塞物可置于生产管系与套壳之间。在储层压力（reservoirpressure）不足的井中，可能必需安装人工举升机构。

一旦完成了井形成，则可以开始生产流程。

在井的形成期间，因此存在许多实行的井下工艺，且一般情况下可获得的关于井下正发生的情况的信息是非常少的。可以监测井的顶部处的状况，诸如流入和流出井的材料的流率。通过对附接至设备零件的线缆的部署进行测量，则可以确定出进入井眼的距离。然而，一般情况下，接收来自于工艺本身的位置的反馈是非常困难的。井况通常是不利的，并且例如当发生了断裂或穿孔时尤其如此。此外，即便在所述井完成时，需要进行各种测试和监测，这经常需要停止生产并且部署丝线线路测井工具。

发明内容

本发明的目的在于，提供改善的井下监测系统和方法。

根据本发明的第一方面，提供了监测井下工艺的方法，包括：询问沿着井眼的路径布置的光纤以提供分布式声学感测；对于从所述光纤的多个纵向部分收集的数据进行采样；以及处理所述数据以提供对由所述光纤的至少一个纵向感测部分所检测到的声学信号的实时指示。

分布式声学感测（DAS）提供了以光纤感测来替代点传感器的替代形式，由此通常由一个或多个输入脉冲以光学方式询问单一长度的纵向光纤，以提供对于沿其长度的振动活动的基本上连续的感测。光学脉冲被发射到光纤内，并且对从光纤内背向散射的辐射进行了检测和分析。最通常情况下检测到的是瑞利背向散射。通过对在光纤内背向散射的辐射进行分析，可有效地将光纤分为多个离散的感测部分，它们可以是（但并非必须是）毗连的。在每个离散的感测部分内，光纤的（例如来自于声源的）机械振动导致了从该部分背向散射的辐射量的变动。这个变动可以被检测到并加以分析，并且用来给出在该感测部分处光纤的扰动强度的量度。正如本说明书中使用的，术语“分布式声学传感器”将会用来表示包括光纤的传感器，光纤被光学地询问以提供沿光纤在纵向上分布的多个离散的声学感测部分，并且“声学”将会用来意指任何类型的机械振动或压力波，包括地震波。该方法因此可包括：将一系列光学脉冲发射到所述光纤内并且检测出由光纤进行瑞利背向散射的辐射；并且处理所检测到的瑞利背向散射辐射以提供光纤的多个离散纵向感测部分。应注意到，正如本文中所使用的，术语“光学”不局限于可见光谱并且光学辐射包括红外辐射和紫外辐射。

单一长度的光纤通常是单模光纤，并且优选地没有任何镜、反射器、光栅、或（缺少任何外部激励的情况下）沿其长度的光学特性的任何改变，即，缺少沿其长度的任何设计的光学变动。这提供了如下优点即：可以使用未经更改的、基本上连续长度的标准光纤，使用时需要很少或不需要更改或准备。例如在GB2442745中描述了适当的DAS系统，其内容通过引用合并于此。这样的传感器可视为完全分布式的或本征型传感器，因为其使用了光纤中固有的经处理的本征散射、并且因而将感测功能分布成遍及整个光纤。

因为光纤没有不连续，则通过对光纤的询问而确定出了与每个通道对应的光纤部段的长度和布置。这些可以根据光纤的物理布置以及光纤正监测着的井、以及也根据所需的监测类型而被选定。这样，沿着光纤的距离、或者在基本上竖直井的情况下的深度、以及每个光纤部段的长度，或者通道分辨率可以利用对询问器的调整而容易地发生改变，对询问器的调整改变了输入脉冲宽度和输入脉冲占空因数、而不对光纤造成任何改变。分布式声学感测可与长度为40千米或更多的纵向光纤协同工作，例如将所感测到的数据分解到10米长度内。在典型的井下应用中，数千米的光纤长度是常见的，即，光纤沿着整个钻孔的长度延展，并且光纤的纵向感测部分的通道分辨率可以是大约1米或几米。正如下面提及的，空间分辨率即光纤的各个感测部分的长度、以及通道的分布可以在使用期间改变，例如响应于所检测到的信号而改变。

在本发明的方法中，分布式声学感测被应用来检测井下工艺，以用于提供对于来自井下工艺附近区域中的光纤的至少一个纵向感测部分的声学信号的实时指示。作为在本说明书中术语“实时指示”是：提供了这种指示，在由光纤检测到的信号与所产生的指示之间没有任何显著延迟。换言之，该指示是对当前正由分布式声学传感器进行检测的声学信号的大致精确表示。

本领域技术人员将会理解到，将会固有地存在着一些微小延迟，其涉及到接收从光纤的相关部段背向散射的辐射，因为辐射必须从散射发生处的光纤的相关部分往回行进至位于光纤端部处的检测器。此外，将会存在着与检测器的操作、数据采样、和数据处理相关联的一些微小延迟，以便提供对于声扰动的指示。然而，根据本发明的DAS感测可以提供对于由光纤的感测部分检测到的声扰动的指示、而没有任何显著延迟。这可以通过使用市场上可购得的检测器和处理器而实现。在一些布置中，在光纤的相关部段的实际扰动的几秒或更少时间内，可以产生声扰动的指示，且可以在一秒或更少时间内产生声扰动的指示。在一些布置中，在数十或数百毫秒或更少时间内可以产生声扰动的指示（例如，在始于实际扰动的500ms、100ms、10ms或更少时间内）。

因为本方法提供了对来自于光纤的至少一个纵向感测部分的声学信号的实时指示，则该方法可提供关于井下工艺的操作的实时反馈。大多数井下工艺将会导致产生声扰动。检测声扰动可提供关于工艺操作的有用信息。对声学信号的实时指示可揭示出该井下工艺是否存在问题。该指示也可用作对工艺的控制的部分，例如，井的制作可涉及对井的部段穿孔、使得穿孔周围的岩石断裂、以及随后插入一种堵塞器来封堵住井的该部段、而此时对另一部段进行穿孔。此工艺可重复数次以对井的各个部段进行穿孔。在完成了所有穿孔之后，必需钻出所述堵塞器。常规情况下，钻孔工艺是在仅对何处进行钻孔和钻孔工艺如何进行仅有有限的了解的情况下执行的。尽管钻出了任何各个堵塞器，可只从对井口处发生何事的了解而判断出钻孔的进展。本发明可用来在钻头前进经过井时监测钻头附近区域中的光纤的部段。当钻头只是穿过井的空白部段时的声扰动将会不同于那些当钻头钻穿堵塞器时产生的声扰动；并且因此声扰动的实时指示可用来控制钻进速度或进展，例如用来确定出何时停止钻孔、何时其穿过堵塞器。该方法也可用来控制实际工艺操作，例如声学指示可用来确定例如对钻孔操作的必需调节。

对应于多种井下工艺的声学信号可被有用地检测到，其中有利地是操作反馈可以警告潜在问题和/或顾及对工艺的控制。作为非限制性实例，该方法可用来监测以下各项中的任一种：穿孔装药放置；穿孔装药点火；水力压裂；工具或设备部署；对堵塞器的钻孔；以及生产流程。

如上所提及的，穿孔装药放置涉及将一种或多种穿孔装药定位于井中，以便对井的部段进行穿孔。将穿孔装药放置在井中可涉及到：将所述装药沿着任何竖直部段向下降低，并且可能利用一种牵引器在任何水平部段中移动装药。在任一情况下，在移动装药时产生的声扰动可用来追踪装药在井中的位置，并且因而提供关于装药是否正确定位的信息。各种其他井工艺也涉及到将一些设备（例如工具）置入井中以执行一些工艺，并且，设备的正确部署（即正确位置、取向和/或大致布置）也可以是重要的。可以通过使用本发明的方法来监测部署工具的工艺，并且由工具部署产生的声学信号的实时指示可以用来确定出工具何时被正确部署。

也可监测穿孔装药的点火。对井的特定部段进行穿孔可以包括对来自一串这样的装药的一定数目的穿孔装药点火。可以以一定次序对这些装药点火。提供对于在穿孔装药点火期间产生的声学信号的实时指示可允许辨识出与穿孔相关联的问题，诸如对于装药的不正确点火、装药的不正确位置和/或取向，不足的穿孔（例如在各个位置处的信号强度可指示出传送到周围岩石的能量的量）或者井套壳存在的问题（例如在初始穿孔事件之后指示出井套壳或接合剂周围的部段的崩塌的声扰动）。这可允许装药串的位置或取向在另一次点火之前发生变动，或导致穿孔系列终止以顾及进一步的调查或补救。

在一些井中，在穿孔之后执行了水力压裂以便使得岩石断裂，并且为井提供了油或气的流动路径。水力压裂涉及到压迫流体使其在压力下进入井眼。流体通常包含了称为支撑剂的固态材料，支撑剂被添加以保持断裂打开。本发明的该方法可在流体和支撑剂被向井眼下推压时执行，并且该方法可提供对于井下发生何事的实时指示。这可以允许操作者基于来自DAS传感器的数据而按需地调节流动参数，停止流动或者添加另外的固态材料。

一旦完成了井的形成，则可以开始生产流程。也可使用本发明的该方法来监测油或气在井中的流动。流体（即油或气）进入生产管系内的入流以及流体（油或气）在生产管系内的流动将产生可受监测的声扰动。对声学信号的实时指示可指示出何处的生产入流是最大的、和/或可以辨识出任何问题，诸如生产管系的流出或者阻塞的筛网/过滤器。流动监测因此可以突出强调可导致流动暂时停止的任何问题来解决此问题。实时指示还可以提供反馈用于调节各种控制参数，诸如泵或类似物的操作。

然而一般而言，任何正在进行的井中工艺，且特别是其中工艺参数可以在工艺期间发生变动的任何工艺，可受益于本发明的方法。

光纤优选地位于井眼内，工艺正在井眼中执行。在一种布置中，光纤沿着井套壳的外部延展，尽管光纤可能在某些实施例中布置成用以在套壳内延展。光纤可在其插入井眼时附接至井套壳，并且，如果是在套壳的外部上，则随后在井的那些以接合剂接合的部段中被接合就位。

光纤也可以部署于套壳里面。光纤可附接至套壳壁里面，例如通过夹具而保持就位、或者通过适当的悬吊件而悬挂在套壳里面。可以采用任何合适的附接至套壳里面的附接件。为了对生产流程进行监测，缆线可附接到插入于套壳内的生产管柱（productionstring）、或者可作为生产管柱的部分。

光纤因此沿循着井眼的大致路线并且可延伸达井眼套壳的整个长度。为了对本地化到井眼的特定部段的工艺进行监测，则光纤优选地至少延伸入井眼远至正执行特定工艺的区域。在工艺执行期间，因此可询问光纤以在工艺（其，例如用于生产流程，可包括井的整个长度）的附近区域中提供一个、或优选地多个声学感测部分。一般情况下可从对于沿光纤及因此沿着井的长度的了解而得知所关注的感测部分，或者在实际执行工艺期间、或从先前工艺的执行可确定出所关注的感测部分。例如，当执行穿孔时，该方法可包括对于由穿孔步骤产生的光纤中的声扰动进行监测。穿孔期间的声扰动可用来确定出与穿孔位置对应的光纤的部分。例如，穿孔期间展示出最大声扰动强度的光纤部分可对应于将穿孔装药点火的位置。

然而在一些例子中，该方法可涉及部署在钻孔中的DAS传感器，该钻孔不同于其中正执行井下工艺的钻孔。此DAS传感器可以是部署于正执行工艺处的钻孔内的DAS传感器的补充，并且来自所有传感器的数据可用来提供实时指示。来自两个传感器的数据可相互关联以例如提供更精确的位置信息。然而在一些实施例中，只有处于不同钻孔中的一个DAS传感器可以是可用的，例如是在观察钻孔或现存井中的传感器。不同井眼中的DAS传感器可依赖于永久性安装（诸如以接合剂接合在现存井的套壳外部）的光纤。然而在一些实例中，如果这样的传感器不可用，则可以希望在对工艺进行监测的持续期中通过在另一钻孔下部署光纤来部署传感器。在一些布置中，光纤可与其它工具或设备（例如丝线线路测井设备）一起部署。这样的设备已可包括一个或光纤，其在使用时部署于工具与井口之间用于通讯。可使用这样一种光纤来实施DAS传感器—要么作为冗余光纤、或通过例如按时或按波长多路复用通信以及DAS询问而实现。使用部署为丝线线路测井工具的一部分的DAS传感器，可用在所关注的钻孔中，但是很明显地，这可能会对于可以监测的工艺造成限制、以及很可能地限制所监测的井眼的范围。因而，对于新的钻孔而言，基本上沿着井眼的长度部署、并且不对井的形成或操作造成干扰的线缆是优选的。

使用来自部署在与其中正执行井下工艺的钻孔不同的钻孔中的传感器的数据，则可以用来监测钻探新的井。当钻探新的钻孔时，将不会再有光纤就位以监测钻孔工艺。在此情况下，可监测至少一个现存井中的光纤以监测钻孔工艺。如果信号指示出新的井眼太靠近现存井，则可以简单地发出警报，或可以实际上允许监测钻孔工艺的进展。

对声学信号的实时指示可包括可听的信号，其代表着由井下工艺的邻近区域中的光纤的至少一个纵向部分所检测到的声学信号。换言之，来自光纤的一个或多个相关部段的声学信号可在适当的音频装置上播放。这将会向控制所述工艺的人员提供关于井眼以下实际上发生何事的可听的反馈。

例如，如果采用该方法来监测钻孔工艺，例如钻出堵塞器，则来自钻头的邻近区域中的光纤部段的声扰动可在音频装置上播放。当钻头移动通过井时，获得音频信号处的光纤部段可相应地改变。可听的回放将会有效地允许操作者聆听钻头的声音，尽管事实是其可能是在不利环境中的地下深处。聆听钻头的声音将顾及到对于钻头何时与堵塞器相遇、以及钻头何时存在堵塞器的确定。此外，实时的音频回放可提供对于在钻孔期间遇到的任何问题的早期指示，并且也可以允许辨识出问题本质。

在水力压裂期间，流体和支撑剂的流动将会创造出背景噪声信号，并且断裂将会是相对高强度的瞬态信号，其对于操作者而言将会听起来如同破裂声。因此将会向聆听着由与个别穿孔位点紧挨着的光纤的声学通道所产生的信号的操作者提供：对于支撑剂流体的流动的、以及发生在断裂位点处的任何所产生的断裂的实时音频反馈。

正如所提及的，在深井眼下的情况可能是非常不利的，且在制造井的步骤期间尤其如此。因此，在实际上执行各种井眼工艺的同时，特定传感器在井眼下的放置至今还没有实行。本发明的方法使用了这样一种光纤：其可以定位在井套壳的外部上以在井下工艺期间在井眼中提供井下传感器。

补充地或替代地，通过提供音频回放，实时指示可包括：对于由在井下工艺的邻近区域中的光纤的至少一个纵向感测部分所检测到的声学信号的强度的指示。关注的一个或多个所选择的通道（即光纤的部段）的强度可被显示在合适的显示器上。

存在着可显示出所选择通道的强度的各种方法。例如，对于每个通道而言，显示器可按照柱状图类型布置而示出在预先限定或选定的时段上的声学信号的当前强度、最大强度和/或平均强度。补充地或替代地，实时指示可包括瀑布图，其由颜色和灰度表示出强度，并且绘制出每个通道的强度与时间的关系。

该方法也可以提供对数据执行频率分析，并且实时指示可包括：对于由在井下工艺的邻近区域中的光纤的至少一个纵向部分所检测到的声学信号的频率的指示。对于频率的指示可包括：当前频率、最大频率或平均频率与通道的关系的柱状图类型绘图，和/或具有诸如上面所述的由颜色或灰度表示的频率的瀑布图类型绘图。补充地或替代地，指示可包括对于特定频带内的强度的指示，并且该方法可涉及将来自光纤的纵向感测部分的数据分为一个或多个频谱带。换言之，数据可经受过滤，以便仅包括具有处于特定频带的频率范围内的频率的声扰动。通过频谱带来分析数据，可更清楚地指示出在一些情况下各个通道之间的声学差异。

通过呈示出所选择的通道的强度和/或频率，操作者可能够确定出是否在任何特定通道中有任何显著活动。为了检测工具或穿孔装药在井眼内的位置，可通过观察各种通道的强度而监测由工具/装药的运动所产生的扰动。

在对堵塞器进行钻孔期间，由于钻头的操作，则可期望例如处于特定频率的、或在特定频带内的声扰动。监测该频率或频带可给出对于钻孔位置和/或性能的指示。

通过提供对于来自DAS传感器的数据的可听指示、和/或通过提供对于数据的强度和/或频率的指示，提供了有用的反馈数据，其可快速地产生、而没有过多的处理开销。

然而，补充地或替代地，处理所述数据的步骤可包括分析数据以检测所关注的事件，并且实时指示可包括指示：所述事件已检测。所关注的事件可以是限定的事件，其可以是在工艺的正常操作中所期望的，或者是指示出工艺所存在的问题的事件。对于所关注的事件的检测可包括针对至少一个预先限定的声学特征而分析数据。所关注的事件可具有至少一个与该事件相关联的独特的声学特征。例如，该事件可包括特定的强度模式和/或频率模式中的一个或多个。此声学特征可充当“声学指纹（acousticfingerprint）”，从而使得检测该特征指示出已发生了特定事件。本方法因此可以包括对数据进行分析以检测出这样的声学特征的存在。实时指示因此可包括对于是否已发生了关注的事件的指示。

该方法还可包括步骤：对询问参数进行调节以改变从其进行数据采样的光纤部分。换言之，该方法可涉及在第一时间从第一组纵向感测部分进行采样、并且随后在第二时间从第二组不同的纵向感测部分进行采样。与第一组纵向感测部分之一对应的光纤部段可包括第二组光纤的两个纵向部分的部分。第一组和第二组光纤的纵向感测部分的尺寸可以不同。询问参数可响应于所产生的声学数据而适应性地改变。例如，可以在生产流程期间使用第一尺寸的纵向部分，例如20米部段，来监测整个光纤。如果在井中的特定位置突然发生了信号的显著改变，则询问参数可改变以减少感测部分的尺寸至比如1米部段，以提供更精细的分辨率。然而在此情况下，可仅在与所关注的位置靠近的区域中需要更精细的分辨率。因此将会仅需要对来自感兴趣的位置附近的返回进行处理。这可以减少用来维持实时数据所需的处理量。

如上面所提及的，该方法提供了可以在用于控制井下工艺的方法中使用的实时数据。这样一种控制方法可包括：执行井下工艺；通过使用以上描述的方法来监测井下工艺；以及响应于对声学信号的实时指示而酌情调节工艺的操作。工艺参数可由操作者响应于所述指示而加以调节，或者，在一些布置中，井下工艺的至少一个参数可响应于实时指示而自动进行调节。

在另一方面，本发明涉及到一种计算机程序产品，当其运行在连接到用于光学询问器或井下光纤的控制器或体现于该控制器内的经适当编程的计算机或处理器上时，所述计算机程序产品执行以上所述的方法。

在另一方面，本发明提供了井下操作的方法，包括：执行井下工艺；接收来自井下分布式声学传感器的关于所述工艺的操作的实时声学数据反馈；以及基于所述声学数据反馈来控制所述井下工艺。该方法因而涉及到基于关于来自井下DAS传感器的声学信号的实时数据而控制井下工艺。本发明的此方面的方法具有如上所述的所有优点，并且可用在如上所述的所有相同实施例中。

本发明也涉及到一种用于监测井下工艺的系统，所述系统包括：光纤询问器，其适于提供对于沿井眼的路径而布置的光纤的分布式声学感测；采样器，其布置成用以对来自所述询问器的多个通道输出进行采样以提供来自所述光纤的多个纵向部分的实时声学数据；以及接口装置，其配置成用以输出由所述光纤的至少一个纵向感测部分检测到的声学信号的实时指示。相对于本发明的其他方面，根据本发明此方面的系统也受益于如上所述的所有优点并且还可在如上所述的所有实施例中实施。

特别地，接口装置可包括音频装置，所述音频装置用于基于由在井下工艺的附近区域中的光纤的至少一个纵向部分所检测到的声学信号而产生可听的信号；和/或接口装置包括显示装置，且其中所述其中所述实时指示包括对于由在井下工艺的附近区域中的光纤的至少一个纵向感测部分所检测到的声学信号的强度的指示。

监测系统可包括控制系统的用于控制井下工艺的部分，其还包括控制器以用于控制工艺参数，其中控制器响应于由所述监测系统所产生的实时指示来控制所述工艺参数。

总而言之，本发明涉及分布式声学感测的使用以向井下工艺的操作者提供由所述井下工艺所产生的声学信号的实时反馈。

本发明延伸至基本上如本文中参考附图所述的方法、设备和/或用途。

本发明的一个方面的任何特征可应用于本发明的其它方面，以任何适当的组合方式。特别地，方法方面可应用于设备方面，且反之亦然。

此外，在硬件中实现的特征一般可在软件中实现，且反之亦然。应当相应地理解对本文中软件特征和硬件特征的任何引用。

附图说明

现在将会参考附图、仅仅作为示例而描述本发明的优选特征，附图中：

图1示出了用于使用DAS对井进行监测的设备；

图2图示了图1的系统的输出；

图3是如由本发明的实施例所监测的穿孔事件的示意性表示；

图4图示出用于断裂监测的参数化步骤和地震检测；

图5示出了已使用方差统计来增强的入流监测的结果；

图6图示了询问器的实施例；以及

图7示出了所检测到声学信号的实时指示的柱状图式绘图的示例。

具体实施方式

沿着井的路径而包括了光纤缆线102，井在本实例中是气井，并且可以是岸上的或离岸的。通过插入于钻孔106内的金属生产套壳104而至少部分形成了井，在套壳的外壁与孔之间的空间在本实例中由接合剂108回填。生产套壳可由结合在一起的多个部段形成，并且在特定实例中所述部段将会具有不同直径。这样，套壳直径能够朝着井的底部而逐渐变得狭窄。如图1中可见，在此实例中，光纤经过接合剂回填物，并且实际上夹持于金属套壳的外部。已发现的是，例如在此实例中通过穿过接合剂回填物而受约束着的光纤针对未受约束的光纤的特定事件而展示出了不同的声学响应。与未受约束的光纤相比，受约束的光纤可给出较好的响应，并且因而其可有益地确保光纤受到接合剂约束。受约束的光纤与未受约束的光纤二者之间在响应方面的差异，也可用作对于接合剂损伤的指示器，这可以是有利的并且稍后将会加以描述。

光纤从井口突出，并且连接至询问器/处理器单元112。询问器单元将光注入到光纤内，并且感测从沿着光纤长度处背向散射的辐射。入射光的特殊形式和单元的采样/处理能力允许多数据通道的同时输出，每个通道对应于沿着光纤的特定部段在沿着光纤的特定距离处所感测到的声学数据。尽管询问器/处理器单元在此处示出为单一物件，但硬件例如可在询问器盒（interrogatorbox）之中被分开，询问器盒提供原始数据输出并馈送至PC或便携式计算机以提供数据处理能力。

图6图示了询问器单元112的操作。激光模块601通过合适的光学耦合器件（未示出）以光学方式耦合于光纤102。激光模块将具有限定持续期和频率的光脉冲传送到光纤内，例如如GB2442745中所描述的，具有限定频率差的成对脉冲可传送到光纤内。背向散射辐射耦合至光电检测器模块602，其检测出已在光纤内发生瑞利背向散射的辐射。如GB2442745中所教导的，可检测到在所传送的脉冲的频率差处的辐射。

来自光电检测器模块602的数据可被传递到滤波器模块603，滤波器模块603可针对所感兴趣的声学频率而过滤数据。滤波器模块603可例如包括高通滤波器。数据可随后传递给FFT模块604，用于在被传递给处理器模块605以进行实时指示之前执行FFT。

通过在这样的询问器中使用市场上可购得的部件，则可以实时地提供对于从至少4000个分离通道中的每个通道遭遇到的声扰动（为了进行此说明的目的，其可包括任何类型的机械振动或扰动诸如压力和地震波）。然而在一些应用中，可仅关注来自于光纤的所有可用通道的子集中的数据。因此，询问器可布置成仅用于处理来自相关通道的数据。这可能减少所需的处理量并且因而减少了任何处理延迟。

当设备布置成用以向工艺的控制器或操作者提供对于声学信号的实时指示时，所提供的实时指示可以是经由显示装置607而可见的、或经由音频装置606可听的、或二者皆可，且例如可提供给控制室、或在控制站处经由移动装置提供。

在图2中示出了来自图1和6的布置的可能数据输出的类型的实例。此处的通道（纵向感测部分）数目（以及因此实质上竖直的壁的深度）被沿着y轴线而显示，零代表最靠近表面的通道。示出了400通道。沿着x轴线显示了时间，以提供“瀑布图”绘图，其随着可获得新数据而连续地得以更新。所检测到的能量强度在上部绘图202中图示为颜色或灰度，使用了在右侧上示出的比例来提供在一系列时刻中的每个时刻处沿着光纤的整个感测长度的声学能量分布的2D可视化。

此类型的瀑布图绘图可允许操作者扫视就看到井眼内何处有显著的声学活动。其还会提供对于声扰动中的任何显著改变的清晰指示。例如，考虑了整个井是相对安静的并且仅经历着背景噪声。通过颜色与相对安静背景的改变，源于多个通道之一的声学活动的持续增加将会显露出来。“某事物已改变”本身将会是有用的信息。如果增加的扰动继续，则在相同位置处，瀑布图绘图将会开始示出增加的活动的水平线。然而，如果扰动的位置移动，于是受影响的相关通道也将会改变并且该瀑布图绘图示出倾斜线。如果存在着影响到若干通道但随后停止的突然事件，则将会有竖直线。瀑布图绘图因此提供了对于井下发生的声学事件的非常有用的可视指示。

取决于井的深度和声学通道的尺寸，则不可能在用于井的整个范围的绘图上各个地显示出每个通道。例如5千米长的井眼，其利用比如2米长度的通道而受询问，该井眼将会产生2500个单独的通道。当显示出井的整个范围时，通道可成组聚合在一起，并且显示出平均扰动强度。然而，操作者可能够选择井的任何部段，并且看到该区域的更精细分辨率的瀑布图绘图，最终下至示出各个通道的瀑布图绘图。

不但显示了所检测到的一般声学强度，且在一些例子中检测出瞬态声学事件是有用的，特别是针对诸如穿孔和断裂这样的工艺而言。执行某些频率分析也可以是有用地。图2中所示的中央绘图204示出了在经历瞬态检测之后的相同数据（正如将在下面更详细解释的），并且下部绘图206示出了根据绘图右侧的比例的所检测到的瞬态的频率。在中间绘图204和下部绘图206中，在y轴线上表示了从0到4000米的深度，且在x轴线上表示了从0到10000s的时间。该布置使得数据可在每个采样周期从所有通道获得，尽管如提及的，操作者可选择通道的一个或多个子集用于显示，和/或数据处理器可响应于一定条件而自动地显示感兴趣的子集。

除了瀑布图类型的绘图，实时指示包括诸如图7所示的柱状图类型绘图可以是有用的。柱状图类型的绘图可用来显示出每个通道的强度，或者取决于显示比例而显示出成组通道的平均强度。替代地，同样的布置可用来显示出每个通道或成组通道的频率。在一些布置中，柱状图可限于示出特定声学频率或频率范围下的强度，或替代地，示出一定强度范围内的信号频率。

参考图7中所示的示例性绘图701，可清楚看出，区域702中的通道显示出比由其它通道中的大多数通道所检测到的环境噪声等级更大的强度。此外，区域703中的通道也经受着声扰动。若在区域702中执行工艺（诸如断裂）期间获得这样的绘图，则这可以是一种指示即：在区域703中发生了未预期的某事，并且这可以指示问题。然而如果期望一种工艺在区域702和703二者中均引起扰动，诸如来自单独的穿孔位点的入流，则强度的相对差异可指示出不均衡的状况。例如，位置703处的砂筛可最大程度地被阻塞。

因此清楚的是，通过提供这些类型的实时可视指示，可提供关于当执行工艺时井下正发生何事的实际反馈。

除了提供可视的显示，例如在控制室等之中，还可选择特定的声学通道用于可听的回放。换言之，操作者可开始聆听由光纤的特定部段所检测到的信号。本质上，光纤的相关部段充当麦克风。在各种井工艺期间在地下深处的井区段处实时地聆听信号的能力据信是新颖的。通过聆听所检测到的信号，操作者可获得对于工艺以及其进展如何的感受。通过在发生于各位点处的工艺的不同位置处在各通道之间进行交换，操作者可确定出：是否在各位点处有任何显著差异、和/或是否对工艺参数的任何改变已具有任何显著效果。

例如在钻出堵塞器的工艺期间，钻头操作者可聆听靠近钻头的通道。声学通道可追踪井下的钻头进展，或者是自动地、或者通过操作者选择。当钻头遭遇到堵塞器时，钻孔操作的声音可中继到操作者，操作者随后将会具有一些关于钻孔工艺如何进行、以及谁可能够相应地调节钻孔操作的指示。

除了提供关于在井下工艺期间所检测到的声学信号的可听的和/或可视的反馈，可针对于作为所关注事件的特征的信号，对来自感测光纤的一些或所有感测部分的声学信号进行分析。正如本领域技术人员将会意识到的，可执行声学识别标志（acousticsignature）分析以检测出代表着一些指定事件的声学识别标志。声学识别标志分析可包括：对照着已知识别标志，对于来自于光纤的纵向感测部分的信号的发展演化进行分析。在一些实施例中，可对于来自光纤的多于一个邻近感测部分的信号一起进行分析以检测出特定特征。如果检测到所关注的事件的特征，则可以为操作者产生警报或警告。

在以上讨论已集中于在某些实施例中向人类操作者提供反馈的同时，可使用实时指示来自动地控制井下工艺的至少一些参数。再参看图6，处理器模块605可布置成用以向控制单元608提供实时指示用于控制井下工艺的至少一个方面。控制器608可仅是在如果检测到问题的情况下用于使工艺中断的一种切断或紧急停止类型单元，但是在其它实施例中，控制器在使用中调节工艺参数，并且在反馈回路中使用来自处理器模块605的实时指示。

在可响应于实时数据而改变询问的特征的一些实施例中，处理器模块605可向激光模块601提供控制信号。例如，在当使用井时进行的流动监测期间，通道可以是第一尺寸，比如例如20米，并且可分析井眼的所有通道（对于5千米井而言比如是250个）。如果在任何通道中检测到显著改变，则可减少通道的尺寸，例如减少至大约1米，并且对事件的邻近区域中的250个通道进行分析以给出更精细的分辨率。

建议使用上述系统来监测各种井下工艺包括例如设备安置、穿孔装药点火、断裂、堵塞器钻孔和流体流动。另外，系统可提供一般状况监测以及，在一些布置中也可允许与井下传感器的通讯。

设备位置

该方法可包括使用DAS传感器来监测井眼内的定位设备的工艺，例如用于堵塞器、量具或其它工具的正确部署，或用于穿孔装药的正确位置。

在竖直井中，工具可降低到井内，直至一定长度的线缆已被部署并且线缆的量被用作井中位置的量度。在具有水平部段的井中，可必须将牵引器装置部署在井中以将设备移入适合位置。此外，附接至该设备的一定长度的线缆可用来确定位置。

通过对设备的部署进行监测，则通过记录由设备的部署导致的声扰动可独立地提供位置，即，检测出由碰在例如套壳的壁上的设备所制造的声音、或者由牵引器单元在套壳上制造的声音。作为发生于光纤的特定感测部分中的相对强烈事件可以检测到这些扰动，光纤的相关感测部分提供了确定工具位置的另一方式。牵引器装置也可以是在与例如电源设备相关联的特征频率处可检测到的。

因此，在适当的针对于井的相关部段的瀑布图上可对设备的进展加以监测，并且当达到所需位置时停止部署。

穿孔装药点火

在本发明的一个实施例中，DAS传感器用来监测穿孔事件。对穿孔事件的监测可用于至少两个不同目的。首先可确定出穿孔的位置。准确地控制钻孔中的穿孔的方向可能是困难的，并且因此对穿孔的位置的检测可有助于对另外的穿孔的控制和计划。同样，穿孔事件的声学识别标志可与特定期望的特征相比照，以确定出是否令人满意地发生了穿孔。一串穿孔装药可位于井的特定部段中并且以一定次序被点火。通过当点火一种或多种穿孔装药时提供关于声扰动的实时反馈，则穿孔点火的操作者可能够调节紧接着的装药的位置，对不同类型的装药进行点火，中断穿孔工艺以处理问题、或者具有令人满意的反馈即工艺应当如计划般继续进行。将会稍后对检测穿孔类型事件的能力加以描述。

除了对穿孔本身进行监测，穿孔事件是相对高能量事件，其以声学的方式激励了大比例的井眼，即，套壳、接合剂、任何已就位的堵塞器等等。对于穿孔事件的声学响应允许收集和评估井眼的声学剖面图（acousticprofile）。

在穿孔事件期间在钻出的孔的长度上于0.2Hz与20kHz之间对声学数据进行采样。或者通过带通滤波器以及随后的rms能量计算来监测每个通道中存在着的能量，或者通过执行FFT并且对介于上频带与下频带之间的功率进行总计（典型地是512ptFFT,50%重叠，并且如果采样速率是实用的则在300Hz与5kHz之间进行过滤）来监测每个通道中存在着的能量。可产生关于时间和深度（或位置）的所检测到的能量的二维数据阵列。

此外，通过辨识出峰值而处理数据阵列，揭露了：脉冲穿孔信号沿井套壳上下传播以及进入岩石。因此能产生如上所述的能量绘图，并且追踪如图3所示的脉冲的进展，可以辨识出迹线。

可以对可辨识出的迹线的梯度进行测量，因为其是能量传播通过井套壳所处的速率。这给出了对于介质中的传送速度的量度。这可以用来指示出井套壳的不同的区域，因为它们的传送速度发生了改变。这可以指示出套壳附接件的问题、或者套壳本身的结构问题。

自动化的追踪算法可用来计算出此能量迹线的速度，并且确定出发生速度改变的区域。

所提出的算法可基于这样的假设而工作，即：所关注的事件远大于井的正常状态，从而使得当穿孔事件时所辨识出的能量的峰值能被可靠地辨识出来。随后该峰值可在连续的时间帧内被关联，并且可计算出在1、2、3、...、10秒内的平均速度。另外改进可同时追踪多个峰值（这对于在多个反射的情况下区别主脉冲是有用的）。

图3的另外的检查示出了清晰的能量反射点。这些出现在套壳中的接合部处，并且可向工程师提供关于在套壳的整个长度上的接合部的质量的信息。无论何处存在着显著的材料失配，则可发生部分反射，并且失配越大，反射系数越大。其它材料失效诸如破裂或凹蚀可显著地影响到能量沿着套壳和光纤的传播，并且可使用此方法辨识出来。

例如，可以对套壳周围的接合剂的状况进行评估。接合剂的声学响应可在接合剂中有显著空隙的区域中发生变化，或者由于作为较早穿孔或断裂事件的结果而进行的制造。接合剂中的空隙可能是有问题的，因为：如果当支撑剂被泵送入井眼时在空隙的区域中发生了随后的穿孔，则支撑剂可不流入岩石中的穿孔内而是流入空隙内-从而在解决问题的同时浪费了大量的支撑剂并且中断了井形成。

正如上面提及的，未受约束的光纤的响应不同于受约束的光纤的响应，并且因而如果光纤本身穿过接合剂中的空隙、且因而在该区域中未受约束，则声学响应将会非常不同。因而本发明可包括对套壳周围的接合剂中的空隙进行检测。

也可以此方式评估堵塞器的定位和状况。

断裂监测

一旦已进行穿孔，则流体和支撑剂流入井中以引起断裂。可以对在穿孔的邻近区域中的光纤的声学通道的声学响应加以监测。包含固体颗粒的高压流体流动经过套壳104，形成许多声扰动，并且光纤的与井眼的部段对应的其中发生流动的所有通道将会产生/示出声学响应。然而已发现，在穿孔位点的附近区域中的声学通道展示出这样一种声学响应：其涉及断裂流体（fracturefluid）流入穿孔位点以及断裂发生。在断裂位点的附近区域中的光纤的通道的声学能量因此可被显示给断裂工艺的操作者，例如以瀑布图和/或柱状图类型绘图的形式。

还已经发现，通过观看声扰动的离散频带，可最明显地看到此响应。因此可在多个不同频带中对信号返回进行处理，并将其显示给操作者，或者同时地（例如，在不同的图表中、或者不同颜色的重叠曲线中）或者循序地或者按使用者所选择而发生。也可对数据进行处理以自动地检测频谱带，其提供了在穿孔位点的附近区域中的通道处的强度与在井的其它部段处的通道的强度之间的最大差值。

通过实时地向操作者显示这样的图解表示，操作者接收允许他看到断裂工艺进展如何、以及断裂工艺是否存在任何问题的信息。也可以对对应于流入穿孔位点的断裂流体的并且引起断裂的声学信号的频率和/或强度值进行分析以确定关于断裂的某些参数，诸如断裂的大体尺寸和/或断裂速率。

除了提供可视的显示以外，可选择特定的声学通道用于可听的回放。通过聆听所检测到的信号，操作者可获得对于断裂工艺以及其进展如何的感受。通过在与各断裂位点相关联的通道之间进行交换，操作者自己可确定出在各穿孔位点处的断裂是否有任何显著差异、和/或流动参数的改变是否已具有任何显著效果。

如以上在一些例子中所提及的，断裂流体可不流入岩石内，并且可发生支撑剂冲洗。正常操作中的支撑剂流体的流动一般将会在一定的流率下进行处理，且具有一定的特征。如果流体发现另外的路径或停止正确地断裂，则井内的流动状态可改变。在支撑剂流体流动期间的声学响应因此可受监测以检测出任何显著改变。如果套壳的不同部分失效，则可显而易见的是在井眼的不同部分处信号的突然出现。对这样的部件的检测可用来给操作者产生实时的警报。

另外，与在断裂工艺期间由砂子和水的高压流入量所导致的连续流噪声相比，所关注的地震和断裂事件具有显著不同的特性。一般而言，它们的特征在于它们是短促的和脉冲的事件-以下被称作瞬态事件。对与平均可变等级相背离的短期变动进行观察的技术（瞬态检测器）将会从背景和长期噪声中提取这些事件。在图4中陈列了一般的处理方法。

通过以此方式对所接收到的声学数据进行处理来突出强调瞬态事件，则可以检测到和观察到断裂事件，并且可确定下列参数：

可根据检测到断裂事件处的通道而确定断裂发生处的深度。

可根据限定的期间或深度范围上所检测到断裂的数目和/或强度来确定断裂发生的速率、或者断裂密度。

可根据所测得的断裂持续期、以及还有断裂的跨度来确定断裂量值的量度，断裂的跨度被限定为受单一事件影响的通道数量。

基于断裂事件的频率特征可作出对源于井的范围的估计。为提供频率的单一参数，则可以使用事件的频谱形状的平均频率。可确定的其它频率参数包括诸如歪度（skew）和峰态这样的二阶统计量。

为了在其它背景数据中辨识出瞬态，将短期可变性的量度与针对给定通道的正常或平均可变性进行比较。

在本实例中，这是通过以下而实现的，即：通过填充代表着关于平均值的平均能量和平均绝对偏差（MAD即当前值与平均值的绝对差值的平均）的统计量。

使用衰变期N，当接收到每个数据更新时，则通过指数平均而对这两个统计量进行更新。

平均数据=((N-1)/N)*平局数据+(1/N)*新数据

MAD=((N-1)/N)*MAD数据+(1/N)*abs(新数据-平均数据)

其中数据首先经历FFT，并且其中按每个通道和每个频率点（frequencycell）而执行计算。

瞬态水平随后被限定为：

Abs|新数据-平均数据|/MAD

这给出了关于特定频率点在可变性方面比其平均可变性高多少的值。因此，非常可变的通道是自调节的，并且它仅仅是所检测到的过度的并且不寻常的可变性。通过改变N的值，可调整算法以检测出不同长度的瞬态事件。典型地，使用了因子4、6、8、...128，但这些取决于所需的瞬态长度、以及系统的FFT速率。通过在频域中执行此进程，在所使用的频率上实现了很高程度的控制以形成瞬态事件，并且为特征提取而计算并保存了瞬态频谱结构的知识。

根据是否触发了瞬态，算法适应性地选择了指数因子。当重新计算平均值和中间值时，如果频率点高于检测时的阈值，则将会使用不同的N值（在此示例中使用了例如100N），意思是：与正常事件相比，瞬态事件以大大减少的比率包括于总体统计中。

也可监测断裂事件的位置以允许断裂映射或断裂密度映射。在典型的生产环境中，可以在同一油田或气田中有若干井。理想情况下，每个井开发了该田的不同部分。然而，一个井中产生的断裂可以与来自另一井的断裂相遇于同一区域内。在此情况下，新的井可能不增加产量，因为新的井处的任何产量会减少旧的井处的产量。因此期望对断裂的位置进行监测。DAS系统的使用提供了实时地检测和监测何处有断裂事件发生的能力，因而允许对断裂工艺进行控制。

已令人惊讶地发现了DAS系统可用来分开地检测P波和S波。P波（压力波或主波）是纵波，其经过固体材料传播。S波是剪切波或次波，其为横波。共同待决专利申请PCT/GB2009/002055的内容通过引用而由此被合并，其描述了DAS系统可以如何用来检测P波和S波并且在二者之间进行辨别。对断裂事件的S波进行检测可允许确定出位置。为确定断裂事件的位置，可使用如共同待决的申请号GB0919904.3中所描述的多光纤和/或到达时间（timeofarrival）类型技术，其内容通过引用而由此被合并。

此外，将会注意到，作为横波的S波将具有与该波相关联的剪切方向。对S波的不同分量的检测将允许确定断裂取向。这一点在如下情况特别有用：在给定上述的岩石重量的情况下，当注入的砂子大致不足以保持断裂打开时，水平面中的断裂不是优选的。因而竖直的断裂是优选的。为了检测出S波的取向，来波（incomingwave）可被分解成在三维的分量。通过在三维布置一个或多个感测光纤，可分解入射波的分量。优选地在一个方向上响应的光纤的使用可有助于将入射声波分解为其分量，正如共同待决的申请GB0919902.7中所述，其内容通过引用而由此被合并。

堵塞器钻孔

在完成了所有穿孔和断裂步骤之后，有必要钻出被插入的用以对井的部段进行封堵的所述堵塞器。监测方法可用来引导钻头到所述堵塞器的位置（在如早先所述的穿孔事件期间可已经确定出堵塞器的位置）并且用来监测钻孔工艺。在钻孔期间，可用可听的方式向钻头操作者播放来自位于堵塞器处的通道的可听的信号，用于实时反馈钻孔进展如何。也可针对可指示出井故障的声扰动而监测其它通道。

入流监测

对于诸如从邻近岩层流入井中的油和气这样的流体进行监测，通常需要比以前任意技术大得多的灵敏度，因为其寻求的是油或气进入套壳管这样一种相对安静和细微的噪声源时的特征声音。对井中的入流区域的检测和定量化是可能通过对在一定时间段内按距离/深度所检测到的活动的3D数据组进行分析而实现的，正如使用2D的“瀑布图”能量图可以示出的。

所关注的效果可以是细微的，并且通常可证明它们本身是噪声结构内的变动，而非如在穿孔检测中见到的噪声上的轻易可辨的特征。可通过强调其中能量以特征方式发生改变的区域而改善检测的可靠性和精确度。在很短的时间段内检查了方差统计而非每个通道的直接能量，并且将方差统计用来提供对于入流的指示。正如可在图5中见到的，此技术更清楚地示出了入流的区域（由箭头标出）以及由沿着管上移的能量或材料所导致的角形结构（用虚线来强调）。

在上面已描述了监测和参数化的多种方法，并且正被分析的信号的不同特征（频率组成、幅值、信噪比）对于感测设备提出了许多要求。然而，由于DAS监测系统的大动态范围和相对较高的采样率，可以通过使用如图1中示意性地示出的同一系统来执行上述所有监测和处理。

另外，并且如上所提及的，通道的构造也可被调节，并且可针对不同的监测操作使用不同的通道设置。也可响应于所监测的数据而适应性地控制所述通道设置，例如如果在某深度处发生了显著的断裂密度，则可以期望在回复到初始的通道构造之前以较大的分辨率对特定深度进行一段时间的监测。

以此方式，通过一种单一的系统从穿孔到流体入流在井操作的整个序列上可运行整个监测程序。该系统可布置成用以响应于所检测到的事件从一种类型的检测转变为另一类型，并且可以适应性地针对给定的监测/检测活动而改变感测以及数据处理参数二者。

另外，DAS系统可用作与井下传感器相通信的器件。US2009/0003133描述了使用套壳本身作为声学介质从使用声学的井下传感器等传送数据的方法。替代地，声学光纤可用来接受经编码的声学信号。使用光纤意味着井下传感器可产生强度小得多的声学信号，其需要少得多的功率来产生。因而传感器的电池寿命可延长。与经由套壳传送相比，经由光纤对声学信号的另外的检测是可靠得多的。共同待决的申请GB2010/000602描述了适合用于此环境中的声学换能器。

将会理解到，上面已仅作为示例而描述了本发明，并且可以在本发明的范畴内进行对细节的修改。

说明书中披露的每个特征，以及（其中适当的）权利要求和附图可独立地或以任何适宜的组合而提供。

Claims (20)

1.一种监测井下工艺的方法，包括：

重复地询问沿着井眼的路径布置的光纤以提供分布式声学感测；

对于从所述光纤的多个纵向部分收集的数据进行采样；以及

处理所述数据以提供对由所述光纤的至少一个纵向感测部分所检测到的声学信号的实时指示；以及

响应于检测到的所述声学信号而调节询问参数以改变从其采样数据的光纤的部分。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述光纤布置在其中正执行所述井下工艺的井眼中。

3.如权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述实时指示包括可听的信号，其代表着由井下工艺的邻近区域中的光纤的至少一个纵向部分所检测到的声学信号。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述实时指示包括：对于由在井下工艺的邻近区域中的光纤的至少一个纵向感测部分所检测到的声学信号的强度的指示。

5.如权利要求2所述的方法，其中处理所述数据的步骤包括：执行频率分析。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述实时指示包括：对于由在井下工艺的邻近区域中的光纤的至少一个纵向部分所检测到的声学信号的频率的指示。

7.如权利要求2所述的方法，其中，处理所述数据的步骤包括分析数据以检测所关注的事件，并且所述实时指示包括所述事件已被检测到的指示。

8.如权利要求7所述的方法，其中分析所述数据的步骤包括针对至少一个预定的声学特征而分析数据。

9.如权利要求2所述的方法，其中所述井下工艺包括如下之一：穿孔装药放置；穿孔装药点火；水力压裂；工具部署；对堵塞器的钻孔；以及生产流程。

10.如权利要求2所述的方法，其中询问光纤、采样数据和处理数据的步骤包括：将一系列光学脉冲发射到所述光纤内并且检测出由光纤进行瑞利背向散射的辐射；并且处理所检测到的瑞利背向散射辐射以提供光纤的多个离散纵向感测部分。

11.如权利要求2所述的方法，其中所述光纤是单模光纤，其在缺少任何外部激励的情况下没有沿其长度的光学特性的任何实质改变。

12.如权利要求2所述的方法，其中光纤的纵向感测部分的长度为10米或更少。

13.如权利要求2所述的方法，其中以大于或等于5kHz的采样率执行所述采样。

14.如权利要求2所述的方法，其中同时地对至少250个通道进行采样。

15.一种控制井下工艺的方法，包括：

执行所述井下工艺：

使用如任一前述权利要求所述的方法来监测所述井下工艺；和

响应于所述实时指示而按需调节所述工艺的操作。

16.如权利要求15所述的方法，其中所述方法包括响应于所述实时指示而自动地调节所述井下工艺的至少一个参数。

17.一种用于监测井下工艺的系统，所述系统包括：

光纤询问器，其适于重复地询问沿井眼的路径而布置的光纤以提供分布式声学感测；

采样器，其布置成用以对来自所述询问器的多个通道输出进行采样以提供来自所述光纤的多个纵向部分的实时声学数据；和

接口装置，其配置成用以输出由所述光纤的至少一个纵向感测部分检测到的声学信号的实时指示，

其中所述光纤询问器被配置为响应于检测到的所述实时声学信号而调节询问参数以改变从其采样数据的光纤的部分。

18.如权利要求17所述的系统，其中所述接口装置包括音频装置，所述音频装置用于基于由在井下工艺的附近区域中的光纤的至少一个纵向部分所检测到的声学信号而产生可听的信号。

19.如权利要求17或18所述的系统，其中所述接口装置包括显示装置，且其中所述实时指示包括对于由在井下工艺的附近区域中的光纤的至少一个纵向感测部分所检测到的声学信号的强度的指示。

20.一种控制井下工艺的系统，包括：

用于控制工艺参数的控制器；以及

如权利要求17至19中任一项所述的用于监测井下工艺的系统；其中

所述控制器响应于由所述用于监测井下工艺的系统所产生的所述实时指示来控制所述工艺参数。