分布式聲傳感井中地震信號檢測數(shù)值模擬方法

馬國旗 曹丹平* 尹教建 朱兆林

(①中國石油大學(華東)地球科學與技術學院，山東青島 266580； ②海洋國家實驗室海洋礦產(chǎn)資源評價與探測技術功能實驗室，山東青島 266071； ③中國石油大學(華東)理學院，山東青島 266580)

0 引言

分布式聲傳感(Distributed Acoustic Sensing，DAS)是一種地震信號采集新技術，尤其適用于井中地震資料采集。DAS系統(tǒng)依靠光纖將地震信號獲取與傳輸一體化，光纖作為地震波傳感器，同時也作為信號傳輸介質，利用光纖中的瑞利散射效應實時感知外界波動引起的光纖局部變化，進而獲取光纖周圍的地震波場信號，幾乎可以永久安裝在井中采集地震數(shù)據(jù)或監(jiān)測地下流體。相比傳統(tǒng)檢波器，DAS系統(tǒng)具有以下優(yōu)點。①低成本。光纖本身的成本低廉，且具有耐腐蝕、耐高溫、耐高壓等特點，經(jīng)過鎧甲封裝等處理后可以永久安裝在井中，隨時獲取地震資料，無需再重新布置檢波器，節(jié)約了大量人力、物力成本。②適用范圍更廣，更簡便、高效。光纖一經(jīng)安裝，不需要人工干預，完全由地面儀器系統(tǒng)控制，由于光纖具備耐高溫、耐高壓等優(yōu)點，因此可以大規(guī)模長期布設并不易損壞，對于不能布置檢波器的注水井或者生產(chǎn)井也同樣適用，而且無需占井施工。③可實現(xiàn)井的全部覆蓋且具有較高分辨率。井中地震采集時由于傳統(tǒng)檢波器陣列級數(shù)有限，因此需要不斷沿井移動以獲取整井的地震信息，耗費了大量時間和人力，且空間采樣間隔相對較大容易產(chǎn)生空間假頻；使用光纖可以完全覆蓋整井或需要的深度，空間采樣間隔小，避免了空間假頻，由光纖獲得的數(shù)據(jù)分辨率取決于DAS系統(tǒng)發(fā)射的脈沖寬度，理論上通過改變脈沖寬度可達到很高的分辨率[1-2]。

近十年來，在業(yè)界關于DAS系統(tǒng)研制和實際測試成為熱點。在DAS系統(tǒng)中，地面儀器系統(tǒng)以特定頻率向光纖發(fā)射脈沖信號并接收背向瑞利散射信號，具關鍵控制作用。通常地面儀器主要是窄線寬激光器、摻餌光纖放大器、拉曼放大器、聲光調制器、光電探測器以及解調設備的集成體。雖然目前市場上儀器系統(tǒng)的設計原理都是基于瑞利散射效應，但具體設計細節(jié)并不完全相同，如，Optasense公司的ODH、OLA系統(tǒng)，測量光纖各點的應變[1,3]，Silixa公司的iDAS(Intelligent Distributed Acoustic Sensor)系統(tǒng)測量光纖各點的應變率[4-6]。隨著儀器的發(fā)展，眾多的實地測試也相繼開展。在井中地震勘探領域，早在2009年殼牌公司在加拿大F氣藏利用DAS系統(tǒng)開展地球物理監(jiān)測，論證了DAS系統(tǒng)采集VSP資料的可行性[3]；隨后挪威國家石油公司在北海油田實地測試井中地震DAS系統(tǒng)[7]； Mateeva等[8]在墨西哥灣采集了海上深水VSP DAS數(shù)據(jù)，部分數(shù)據(jù)質量較高。在水力壓裂監(jiān)測領域，Cox等[9]闡述了DAS系統(tǒng)微地震監(jiān)測理論，Molenaar等[10]、Bakku等[11]利用DAS系統(tǒng)開展致密砂巖和頁巖水力壓裂監(jiān)測。在二氧化碳封存監(jiān)測領域，Barberan等[12]、Harris等[13]和Correa等[14]分別在法國Rousse、加拿大Aquistore和澳大利亞Otway利用DAS系統(tǒng)監(jiān)測二氧化碳封存流體擴散運移，獲得了較好的效果。在常規(guī)地面地震勘探領域，由于光纖對接近徑向入射的地震波敏感性較低，限制了DAS系統(tǒng)的使用，因此人們研究了螺旋纏繞式光纖地震波傳感理論，實地測試了經(jīng)過不同處理的(鎧甲處理、螺旋纏繞等)光纖的數(shù)據(jù)采集效果[2,15-18]，取得了豐碩成果，拓寬了DAS系統(tǒng)的適用范圍，為DAS系統(tǒng)的發(fā)展奠定了重要基礎。

近幾年來，中國DAS系統(tǒng)的發(fā)展也非常迅速。東方地球物理公司和電子科技大學合作開發(fā)了超高應變靈敏度DAS系統(tǒng)(uDAS)，空間分辨率較高，在冀東、華北等油田完成了實地試驗，取得的數(shù)據(jù)質量達到了工業(yè)化要求[19]。Yu等[20]提出的基于微結構光纖的DAS系統(tǒng)，提高了瑞利散射光的幅值，能有效避免由干涉衰落引起散射光中某些點幅值接近于零的問題。山東省科學院激光研究所發(fā)展了多種光纖檢波器系統(tǒng)，如光纖激光檢波器系統(tǒng)、光纖光柵檢波器系統(tǒng)、光纖分布式檢波器系統(tǒng)等，分別適用不同應用場景[21-23]。Xu等[24]提出了基于相位載波技術(PGC)解調的DAS系統(tǒng)，在黑龍江、天津等地開展了井中VSP和地面地震測試，取得了較好效果。Wang等[25]、Liang等[26]研究了DAS系統(tǒng)相關算法，包括外差相干差分相位解調算法、機器學習模式識別算法等?？傊?，中國DAS系統(tǒng)的研究起步雖晚，但發(fā)展較迅速，在硬件設備及解調技術方面豐富多樣，呈現(xiàn)廣闊的應用前景。

在DAS系統(tǒng)的應用中，關鍵步驟是利用光纖信號恢復地震信號振幅、相位等有效信息，但振動信號到光纖信號間的傳遞機制較復雜，影響信號轉換的因素較多，且目前DAS光纖信號信噪比相對較低，數(shù)據(jù)采集、處理面臨強噪聲等問題，因此亟待開展數(shù)值模擬研究。本文基于離散光纖瑞利散射干涉模型，在一定假設條件下通過數(shù)值模擬深入討論振動信號到光纖信號間的轉換關系；以雷克子波信號為例，分析脈沖寬度、振動強度對DAS光纖信號的波形和信噪比的影響，對比不同光纖空間采樣間隔的井中DAS地震記錄頻譜差異及信噪比。

1 方法原理

1.1 DAS系統(tǒng)原理

DAS也被稱為DVS(Distributed Vibration Sensing)，其系統(tǒng)結構與相位敏感光時域反射計(Phase Optical Time Domain Reflectometer,φ -OTDR)系統(tǒng)結構相同，基本理論為光纖中瑞利散射效應。

光在光纖傳播時會產(chǎn)生彈性光散射和非彈性光散射兩類。彈性光散射是入射光與光纖中直徑遠小于光波波長的粒子發(fā)生彈性碰撞的過程，特點是碰撞前、后能量保持不變，散射光的頻率和波長保持不變，如瑞利散射；非彈性光散射是光纖分子運動或熱運動導致的散射，特點是散射光的能量發(fā)生改變，具有一定的頻移量，頻率增加的稱為反斯托克斯光，頻率減小的稱為斯托克斯光，如布里淵散射、拉曼散射(圖1)。DAS系統(tǒng)利用光纖中的瑞利散射效應測量地震信號，基本結構包括光纖(作為傳感器和傳輸介質)和地面儀器系統(tǒng)(發(fā)射脈沖與探測背向瑞利散射信號)。光纖以特定的方法布置在井中或埋于淺地表接收地震信號，地面儀器系統(tǒng)連接光纖并根據(jù)瑞利散射原理將振動信號轉換為用于解釋的地震信號。首先，地面儀器系統(tǒng)以一定的重復頻率不斷地向光纖中發(fā)射特定時間長度的光脈沖，重復頻率值和光纖長度有關。由于光纖的光學不均勻性或折射率的不均勻性，導致光在光纖中傳播時與光纖中的不均勻點發(fā)生彈性碰撞而向各個方向散射(瑞利散射效應)，其中一小部分光(幅值約為-65～-55dB)沿光纖反向散射而被地面儀器系統(tǒng)接收。當?shù)卣鹫駝有盘杺鬏斨凉饫w某一位置時，會導致光纖發(fā)生局部應變，引起光學路徑的改變，進而導致背向瑞利散射光的相位發(fā)生變化。背向瑞利散射光攜帶相位變化信息返回至地面儀器系統(tǒng)，經(jīng)過解調恢復處理，得到沿光纖分布的地震波信號(圖2)[27-28]。

圖1 光纖中散射光頻譜分布

圖2 井中DAS接收原理示意圖

地震振動壓力使光纖產(chǎn)生局部應變和光學性質(折射率)改變，從而引起光纖中背向瑞利散射光的相位變化，即地震波對光纖中背向瑞利散射光產(chǎn)生相位調制，具體原理如下。

當入射光在光纖中傳播時相位φ與傳播距離L的關系為

φ=βL

(1)

式中β為光傳播常數(shù)。由外界振動導致的光相位變化Δφ為φ與L的全微分形式[29-30]

Δφ=βΔL+LΔβ

(2)

式中：n為光纖纖芯折射率；a為光纖芯徑。由式(2)可以看出，外界振動對光相位的影響分為光纖長度變化ΔL(應變效應)、光纖纖芯折射率變化Δn(彈光效應)以及光纖芯徑變化Δa(泊松效應)等，通常由于泊松效應很小，可忽略[31-32]。根據(jù)光傳播的基本原理，有

(3)

(4)

式中：λ0為光在真空的波長；k0為光在真空的波數(shù)。由此Δφ可近似為

(5)

式中

ΔL=ezL

(6)

其中ez為光纖軸向應變。

根據(jù)彈光效應基本原理，介質的逆介電張量Bij的變化ΔBij與彈性應變張量Skl之間的關系為[33]

ΔBij=PijklSkli,j,k,l=1,2,3

(7)

(8)

式中：Pijkl為彈光系數(shù)張量；nij為光纖纖芯在不同應力狀態(tài)下的折射率。因此，可以得到

(9)

由應變引起的光纖纖芯折射率變化為

(10)

根據(jù)胡克定律的各向同性介質應力—應變關系得到

(11)

式中：σx、σy和σz分別為光纖在x、y、z方向受到的應力；ex、ey和ez分別為光纖在x、y、z方向的應變；E為光纖楊氏模量；ν為泊松比。當光纖在z方向受到外部應力時，其應變?yōu)?/p>

(12)

式中：p為光纖受到的軸向壓力；s為光纖橫截面積。p>0，表示光纖受到軸向拉力，發(fā)生拉伸應變；反之，p<0，表示光纖受到軸向壓力，發(fā)生壓縮應變。根據(jù)彈光效應，光纖發(fā)生應變時Δnij發(fā)生變化， Δnij與應變的關系為[29]

(13)

式中：P11=0.121、P12≈0.270為光纖彈光系數(shù)，是衡量應力對介質光學性質(介質折射率)影響的系數(shù)； Δnx、Δny、Δnz分別為n在x、y、z方向的變化。將式(12)代入式(13)，得到有關Δnx、Δny、Δnz的表達式

(14)

根據(jù)光在單模光纖傳播的基本理論，其有效折射率的變化Δneff主要與徑向(x、y方向)折射率變化有關，于是得到

(15)

將式(4)、式(6)、式(15)代入式(5)，得

Δφ=nk0·ΔL+Lk0·Δneff=nk0Lez-

(16)

利用式(16)可以求取單模光纖受到軸向應力時光纖中背向瑞利散射光的相位變化。

1.2 地震振動信號與DAS信號轉換模擬

DAS系統(tǒng)使用高相干激光光源，發(fā)射的光具有很好的相干性。瑞利散射光是由于光在光纖中傳輸時與介質中不均勻粒子發(fā)生彈性碰撞所引起，其頻率、波長等并未發(fā)生變化，且同樣具有高相干性，因此在脈沖寬度內光纖各點的背向瑞利散射光發(fā)生相互干涉、疊加。根據(jù)離散光纖瑞利散射干涉模型，將光纖離散成一系列長度為Δd的等效反射鏡，則接收到的距發(fā)射端L處的瑞利散射光的強度是光脈沖傳播到該處時脈沖寬度內N個等效反射鏡的背向瑞利散射光相互干涉的結果；由于每個等效反射鏡的偏振具有微小的變化，所以這里不考慮散射光偏振的影響。距光纖發(fā)射端為mΔd處的散射光幅值為[34-37]

(17)

式中：E0為初始入射光幅值；N為脈沖寬度內的等效反射鏡的個數(shù)；rk為第k個等效反射鏡瑞利散射系數(shù)統(tǒng)計值；φk為第k個等效反射鏡的相位統(tǒng)計值； Δφ為由外界振動引起的第k個等效反射鏡的相位改變量；α為光纖衰減常數(shù)[38-39]。由式(17)可見，背向瑞利散射光隨傳播距離呈指數(shù)衰減，其幅值取決于rk。通常，rk介于10-6～10-5。DAS系統(tǒng)根據(jù)散射光返回時刻確定散射光位置，其對應關系為

(18)

式中：D為散射光位置距光纖發(fā)射端距離；c為光在真空中的速度。接收到的光信號功率P(t)為

P(t)=P1(t)+P2(t)

(19)

其中

(20)

(21)

式中：P1(t)為脈沖寬度內N個等效反射鏡非相干散射光功率，基本不隨光纖應變和折射率變化；P2(t)表示脈沖寬度內不同等效反射鏡的背向瑞利散射光相干效應，對光纖軸向應變和折射率的變化較敏感，波形呈鋸齒狀。

為了探討DAS系統(tǒng)中關鍵參數(shù)對信號的影響，進行脈沖振動模擬(圖3)。假設某一時刻在光纖500m處存在脈沖振動(圖3a)，利用離散光纖瑞利散射干涉模型分別求取振動前、后的散射信號(圖3b)，在不考慮系統(tǒng)噪聲的情況下對振動前、后的散射信號差分處理，得到振動引起的異常信號(圖3c)。

按照上述方法，以主頻為50Hz的雷克子波信號為例(圖4)，其波長約為19.5m，假設某一時刻在475～525m的范圍內存在振動，且光纖的應變全部為軸向，在式(17)的相位項中加入相位噪聲模擬系統(tǒng)本身的噪聲，不考慮背景壓力、溫度等因素，分別模擬、分析振動強度、脈沖寬度以及光纖空間采樣間隔等3個參數(shù)。另外，在實際工作中還需要考慮初始注入功率值。如果初始注入光功率太小會導致瑞利散射信號非常微弱，不利于信號探測；如果初始注入光功率太大超過受激布里淵散射(SBS)閾值，會產(chǎn)生SBS，并與瑞利散射相互干涉造成強烈干擾，壓制有效瑞利散射信號。本文并未考慮布里淵散射和拉曼散射，因此不進行初始注入功率測試，但在實際中其影響不可忽略。

1.2.1 振動強度

在地震勘探中，振動強度代表地震震源強度，在振動監(jiān)測或者安全防護中只需要對振動空間定位，震源強度是未知的，因此該參數(shù)通常不予考慮。由于DAS主要用于資源勘探領域，通常使用人工震源(爆炸震源、可控震源等)，震源強度是可控的。對于常規(guī)地震檢波器，前人的很多震源強度方面的經(jīng)驗可供參考，但對于DAS系統(tǒng)作為傳感器接收地震信號，目前還缺乏震源強度的認識，因此有必要模擬、分析震源強度可能產(chǎn)生的影響。

圖3 脈沖振動模擬

以應變代表光纖軸向應力測試振動強度，圖5為不同光纖應變振動強度測試結果。由圖可見：當光纖應變?yōu)?nε(1nε=1nm/m)時，得到的散射信號波形與振動波形較一致(圖5a)，從頻譜中仍可看到50Hz主頻成分，但高頻噪聲非常嚴重(圖5d)；當光纖應變提高至10nε時，很好地壓制了高頻噪聲，信噪比得到一定提高，但信號波形出現(xiàn)畸變(圖5b)；當光纖應變繼續(xù)增加至1000nε時，信號波形畸變嚴重，很難看出原始振動信號，頻率成分復雜，主頻完全偏離50Hz(圖5c)。從機理上分析其原因，由于得到的光纖每點散射信號來自脈沖寬度內眾多散射點信號的疊加，對散射信號的影響始于脈沖前端剛剛到達振動區(qū)域，終于脈沖后端剛好離開振動區(qū)域。理論上地震波波長不變，其振動影響的散射信號范圍不會改變，但總會存在一段變化范圍，即脈沖前端開始進入振動區(qū)域和脈沖后端開始離開振動區(qū)域時。當振動強度太小時，由脈沖寬度內各散射點信號疊加得到的散射信號強度變化太小，不足以超過噪聲強度而無法顯現(xiàn)，因此振動對散射信號的影響范圍很小；當振動強度較大時，在脈沖前端剛開始進入或脈沖后端將要離開振動區(qū)域時，即使脈沖寬度內只存在很少的相位變化點，但這些點的相位變化較大，由脈沖寬度內各散射點信號疊加得到的散射信號強度足以超過噪聲強度而顯現(xiàn)，因此散射信號范圍更大甚至超過振動區(qū)域。上述結果可能導致信號波形畸變或旁瓣增加，影響信號保真度(圖5e，為顯示清晰，進行了上、下平移)[30]。

圖4 雷克子波(a)及其振幅譜(b)

圖5 不同光纖應變振動強度測試結果

1.2.2 脈沖寬度

脈沖寬度為發(fā)射光脈沖持續(xù)的時間。理論上DAS系統(tǒng)探測到的散射信號是脈沖寬度內所有散射點信號的疊加，脈沖寬度越大表示脈沖在光纖中占的空間長度也越長，測量長度也越大。因此脈沖寬度直接影響DAS系統(tǒng)分辨率，即DAS系統(tǒng)測量的光纖應變的最小距離，即

(22)

式中W為脈沖寬度。圖6 為不同脈沖寬度的信噪比模擬。由圖可見： ①當脈沖寬度為70ns時，光強信號與原始雷克子波信號波峰、波谷正好相反(圖6b)，同樣的結果出現(xiàn)在脈沖寬度為10ns(圖6a)、150ns(圖6c)、200ns(圖6d)時，形成原因可能為原始相位的隨機性所致。②當脈沖寬度為10ns和70ns時，由頻譜可以觀察到原始振動波形，主頻基本為50Hz，且后者的信噪比較高，信號質量變好，說明當脈沖寬度適當增大時，可在一定程度上提高DAS信號的信噪比(圖6e)。造成上述現(xiàn)象的原因是，理論上光纖內存在大量的瑞利散射點，這些散射點的瑞利散射系數(shù)服從一定的概率分布(瑞利分布)，脈沖寬度越大，散射點的數(shù)量越多，疊加后的散射信號越強，散射信號整體變得相對平滑，也會壓制部分噪聲而提高信噪比。③當脈沖寬度增至150ns時，信號波形開始畸變，主頻開始偏離50Hz(圖6c、圖6e)，當脈沖寬度增至200ns時，看不出原始振動信號波形，只能在振動分布范圍內看到異常凸起的信號，主頻完全偏離50Hz(圖6d、圖6e)，不能分辨雷克子波信號的波峰、波谷。上述結果表明，當脈沖寬度過大時，分辨率降低。圖7闡述了光纖應變測量原理，解釋了分辨率變化的原因。由圖可見：當光纖局部發(fā)生應變時，假設以5m的標距長度沿光纖從左向右測量，均可以測量光纖壓縮和拉伸引起的背向散射光相位變化；當標距長度等于10m時，標距長度內同時存在拉伸與壓縮應變，兩者會相互抵消，導致該段光纖不存在應變或應變量與實際不符的假象，即無法準確測量該段光纖的背向散射光相位變化，導致分辨率降低[40]。

圖6 不同脈沖寬度的散射信號波形及信噪比測試

圖7 光纖應變測量原理

2 井中地震DAS信號數(shù)值模擬與分析

基于DAS系統(tǒng)振動監(jiān)測測試，建立了井中地震模型模擬井中地震DAS信號，并根據(jù)地震記錄對比、分析不同光纖空間采樣間隔的DAS信號差異。對于井中地震正演模型(圖8)，基于有限元方法，采用二維彈性波波動方程模擬彈性波在介質中的傳播，以50Hz雷克子波集中力源作為震源，將物理模型分為3層各向同性均勻彈性介質。模擬得到垂直位移分量地震記錄作為常規(guī)井中地震數(shù)據(jù)(圖9a)。

圖8 井中地震模型

從上往下3層的縱波速度分別為2.6、3.0、3.8km/s，橫波速度分別為2.0、2.4、3.0km/s，密度分別為2.0、2.3、2.8g/cm3。為了保證數(shù)值模擬精度，每層介質所剖分的最大網(wǎng)格尺度均小于1/6地震波波長。將光纖與z軸平行布置在模型x=900m處，光纖的等效反射鏡間隔為10cm，脈沖寬度為70ns，并假設DAS光纖與井壁完全耦合，地震波振動直接傳遞到光纖沒有能量損失，且不考慮背景壓力以及背景噪聲

在實際勘探工作中，DAS系統(tǒng)需要對光纖劃分空間道(空間采樣間隔)，劃分的道數(shù)與向光纖中發(fā)射脈沖的重復頻率有關，每一道相當于一個“檢波器”，每次記錄每道的散射信號，最終組成初始地震數(shù)據(jù)[41]。模擬DAS系統(tǒng)在井中工作，以特定頻率不斷地向光纖發(fā)射脈沖，每次發(fā)射的脈沖都會得到一條瑞利散射曲線，將相鄰時間的散射曲線進行移動差分處理，得到模擬初始DAS地震記錄。值得注意的是，DAS光纖探測的物理量與常規(guī)地震檢波器探測的物理量不同，前者測量光纖中散射信號的相位變化，相位變化與地震波對光纖造成的應變呈線性關系，反映外界地震波場的響應；后者測量介質某點的速度或應變。兩者雖然測量的物理量不同，但反映的外界的波場信息一致，因此通過對比兩者所測信號的頻率變化信息，表征DAS光纖與常規(guī)地震檢波器的差異。

由于光纖尺度與地質模型尺度相差很大，因此可將光纖視為虛擬的。通過疊加DAS相鄰道改變信號空間采樣間隔，模擬得到不同光纖空間采樣間隔的井中DAS地震記錄(圖9b～圖9d)。由于常規(guī)固定式井中地震檢波器級距相對較大(通常為10～20m)，為了分析DAS地震記錄的特征，將固定式地震檢波器地震記錄(圖9a)與不同光纖空間采樣間隔的DAS地震記錄(圖9b～圖9d)進行對比。結果表明：①模擬的井中DAS地震記錄基本特征是合理的，說明模擬方法可行；②DAS地震記錄的信噪比整體低于固定式地震檢波器地震記錄，前者主頻略微高于50Hz(圖9e)，噪聲主要來自系統(tǒng)本身的固有高頻噪聲；③當光纖空間采樣間隔分別為1、5、10m時，DAS地震記錄中的噪聲逐漸降低(圖9e)，因此選擇合適的光纖空間采樣間隔可以有效地提高信噪比、提升信號質量。

圖9 固定式地震檢波器及不同光纖空間采樣間隔井中DAS地震記錄數(shù)值模擬結果

3 結論

本文基于離散光纖瑞利散射干涉模型，在不考慮背景壓力、溫度和井壁耦合的理想條件下開展了井中地震DAS信號數(shù)值模擬，詳細討論了震源強度、脈沖寬度和光纖空間采樣間隔對DAS光纖信號波形特征及信噪比的影響，得到如下認識。

(1)由于不同設備使用的參數(shù)和應變分辨能力不同，因此不同震源強度對DAS光纖信號的影響不同，而且震源強度過大可能導致DAS光纖信號波形畸變或旁瓣增多而影響信號保真度。

(2)脈沖寬度不但影響DAS系統(tǒng)空間分辨率，而且影響信號質量。對于主頻為50Hz、空間波長約為19.5m的雷克子波信號，模擬結果表明，脈沖寬度小于70ns時DAS系統(tǒng)能較好地分辨雷克子波信號的波形，脈沖寬度大于70ns時很難分辨雷克子波信號的波形，脈沖寬度大于150ns時不能分辨雷克子波信號。此外，較小的脈沖寬度常伴有較強的噪聲，較大的脈沖寬度在一定程度上可以壓制高頻噪聲、提高信噪比，但不可避免地降低分辨率。

(3)不同光纖空間采樣間隔影響DAS光纖的信號質量。通過相鄰道疊加增大光纖空間采樣間隔，有利于提高信噪比，模擬結果中當光纖空間采樣間隔分別為1、5、10m時，DAS地震記錄中的噪聲逐漸降低，因此選擇合適的光纖空間采樣間隔可以有效地提高信噪比、提升信號質量。此外，DAS信號頻率通常略高于原始地震信號頻率，同時附帶系統(tǒng)本身的高頻噪聲。

尚需指出，實際資料中的觀測噪聲多來自背景壓力、溫度和噪聲以及井壁耦合等，本文的數(shù)值模擬未考慮這些因素，但模擬結果證明模擬方法是可行的。在今后的工作中，將會考慮更多因素的影響，以進一步提高模擬精度。

感謝孫琪真教授、Masoudi A以及審稿專家提供的指導與幫助。