什么是光纤传感技术？
[中国石化报 2026-11-03]
光纤传感技术是以光波为载体、光纤为媒介，感知和传输被测量信号的新型传感技术。当光在光纤中传播时，光的某一参数（相位、波长、频率、强度、偏振状态等）会随着外界环境中物理、机械、化学或生物等参数的变化而改变。通过精确测量这种变化，就能实现对被测环境的感知与监测。
一套典型的光纤传感系统，通常由一束光纤、一个激光源、一个分光器、一套光电信号处理装置及一个显示装置组成。其中，光纤既是传输通道，也是感应元件。
用于油气井监测的光缆不同于普通通信光缆，必须采用专门的化学玻璃、特殊涂层和结构，才能适应井下高温、高压、腐蚀等极端环境。目前，油气工程领域主要应用三种光纤传感技术：分布式温度传感（DTS）、分布式应变传感（DSS）和分布式声波传感（DAS）。其中，DTS技术最为成熟，在井下应用已有超过30年的历史。
把握关键窗口期 实现油气光纤传感技术从跟跑到局部领跑
嘉宾中国石化石油工程技术研究院测控技术及装备研发中心副经理 李永杰
●对比斯伦贝谢、哈里伯顿等国际油服巨头的技术布局，我国油气光纤传感在基础研究、工程化应用、产业链配套等方面存在哪些差距？
答：与斯伦贝谢、哈里伯顿等国际油服巨头相比，我国油气光纤传感技术整体仍处于“中端有优势、高端受制于人”的局面。在基础研究层面，我国原理算法水平已接近国际前沿，但高端光芯片、耐高温耐腐蚀特种光纤、井下光电密封连接等核心器件仍高度依赖进口，极端环境下的长期可靠性不足。在工程应用层面，超深井、页岩气、深海等复杂场景中，系统稳定性、全生命周期免运维能力及基于AI的数据反演精度与国际先进水平存在明显差距。在产业链配套层面，核心环节存在“卡脖子”问题，产学研用协同不够顺畅，软件平台与闭环服务生态不完善。
2026~2030年是我国油气光纤传感技术实现突围的关键窗口期。一方面，国内非常规油气、超深井、碳捕集利用与封存（CCUS）等规模化应用需求迫切；另一方面，核心器件国产化突破正在逼近临界点，更有国家能源安全政策的强力支撑。如果抓住这一窗口期，着力提升极端环境下的工程可靠性，完善全链条协同与标准体系，我国油气光纤传感技术有望实现从跟跑到并跑甚至局部领跑的跨越。
●光纤传感技术应如何与数字孪生、人工智能、云计算等数字化转型战略融合，从而真正实现智能油气田的愿景？
答：在迈向智能油气田的进程中，光纤传感技术正扮演着“感知神经”的关键角色。其核心路径是以井筒、油藏、管网全场景部署的分布式声波传感（DAS）和分布式温度传感（DTS）为基础，实时采集高时空分辨率的振动、温度、应变、声波等海量数据。这些数据被接入云端平台，通过云计算完成信号解算与大数据治理。随后，依托人工智能技术，实现多物理场反演、生产异常预警、裂缝动态识别及产量优化预测。分析结果实时映射至数字孪生体，构建出一个与物理油田同步迭代的动态虚拟模型。更重要的是，这一模型可以联动井下智能完井工具、流量控制装置、电潜泵、注采阀等执行单元，形成“光纤全域感知-云端AI决策-井下精准控制-实时反馈修正”全域闭环调控体系。
由此，从地面到井下、从单井到油藏、从生产到安全的全链路自主运行成为现实，最终实现预测性运维、智能注采、无人化作业和采收率显著提升，真正落地一个自主、安全、高效的智能油气田愿景。
●中国石化在油气光纤传感技术领域取得了哪些关键突破？
答：目前，中国石化在分布式温度传感、分布式声波传感、分布式应变传感等光纤传感技术应用上，坚持“生产需求为导向、自主攻关为支撑、规模落地为目标”，侧重解决实际生产难题，同步布局前沿技术，应用规模与技术深度均处于国内油气行业第一梯队。聚焦油气全生命周期，针对井下井筒信息与油藏监测等需求，攻克了套外光纤布设、射孔避让等工程难题，实现了压裂实时监测、产液与注入剖面分析、套损及漏点检测、井筒完整性评价等全流程闭环服务；全链条自主可控，自主研发解调仪、高温光纤及专用解释软件，形成“装备-工艺-算法-软件”一体化能力，具备“技术+工程+服务”的综合实力，工程化应用达到国内先进水平。
钻井 给智能钻井装上“精密慧眼”
近日，中国石化石油工程技术研究院牵头联合智能钻井光纤传感上下游产业链研发机构，在井下光纤通信传感技术领域攻关取得重大原创突破，研发出国内外首套拥有自主知识产权的智能钻井井下光纤成套装备，颠覆传统随钻数据传输模式，为智能高效钻井提供了变革性技术解决方案。
当前智能高效安全钻井对井下高速实时监测需求迫切，传统钻井传输技术速率低、耐温能力不足，制约智能钻井发展。项目团队坚持原始创新，打通研发、制造、现场应用全链条，历经多轮室内试验与井场验证，完成多项跨领域技术融合攻关。
项目团队依托光纤耐高温、高灵敏、高传输优势，攻克井下耐高温高压光电信息测量、光纤链路井-地高速通信、钻井光纤安装投放三大核心技术，实现100千比特/秒传输速率、175摄氏度工具耐温两大关键指标突破；研制近钻头伽马电阻率测量仪、光纤钻井工程参数测量仪、光电液湿接头、钻井多芯光纤等井下工程样机27件（套），配套开发井下参数解释程序，形成图纸、第三方检测报告等42套技术资料。
目前，该技术已在胜利油田33口井落地应用，整套装备规模化应用10口井，单项技术推广23口井，有力地带动了光纤传感高端产业化升级。
测井 为井下产出“把脉开方”
中国石化经纬公司牵头开展了光纤传感测井“装备-工艺-处理-解释”全过程研究，系统研发了光纤监测关键装备、数据采集处理方法、多物理场光纤信号模拟实验、压裂监测动态诊断、产气剖面评价等领域的一系列核心技术，初步形成了面向页岩油气、致密砂岩油气等复杂储层的光纤测井一体化解决方案。
以川西深层三叠系须家河组二段气藏的X-1井为例。技术人员利用分布式光纤测温（DTS）数据，对不同生产制度下各层段的产气量与产水量进行了定量计算。分析结果显示，随着生产制度和配产条件的改变，不同产层段的气液状态也会相应变化。这意味着，在同一口井的复杂地质条件下，即使是相同的产层，产出情况在不同时期也存在差异。这一认识有助于合理设计更优的生产制度，提升气藏开发效率。
同时，研究人员还将该光纤监测结果与传统“七参数”产出剖面测井结果进行了对比。结果发现，对于套管完井的致密碎屑岩气井，采用油管外置分布式光纤进行井筒温度剖面监测时，温度曲线的起伏变化更加明显，解释精度更高，温度变化的细节也更全面。这充分体现了光纤监测技术在复杂井下环境中更强的刻画能力和应用价值。
完井 助力油藏监测
沙特阿美联合哈里伯顿发布的全球首创可卷绕式光纤监测系统，实现智能完井监测技术的突破性应用。
长期以来，传统油气井监测主要依赖周期性的生产测井，这种方式不仅布设复杂、测点有限，还存在数据滞后的明显短板。针对这些痛点，该系统创新集成了光纤布拉格光栅（FBG）传感技术，将压力与温度传感器嵌入可卷绕的光纤阵列中，可与流入控制装置（ICD）、封隔器等完井工具实现“一趟式”同步下入，大幅减少了井下接头数量，降低了作业风险。系统采用主用与备用双路光纤设计，支持分布式声学、分布式温度及准分布式压力多参数同步监测，真正实现了“一纤多能”。
现场试井数据表明，该系统承压能力高达68.95兆帕，能精准识别流动层段、检测窜流与漏失，为ICD的性能诊断和区段流量优化提供可靠依据。在实际应用中，可减少80%以上的周期性测井作业，推动油藏监测从“定期检测”迈入“全息实时感知”新阶段，为超深井、水平井等复杂油气藏高效开发提供了核心技术支撑。
2026年我国分布式光纤传感系统市场规模将达50.6亿元
近年来，我国分布式光纤传感系统行业呈现加速发展态势，已成为智能基础设施监测、能源安全预警及重大工程健康诊断的核心技术载体。2025年，该市场规模达42.8亿元，较2024年的36.2亿元增长18.3%，增速显著提升，反映出技术成熟度提高、国产化替代进程加快及政策驱动效应持续释放。
据专业机构预测，2026年，我国分布式光纤传感系统市场规模将达50.6亿元，比上年增长18.2%，增速平稳保持高位，主要驱动力来自新型电力系统建设提速、国家管网智能化改造二期全面铺开等。该行业已越过技术导入期，进入规模化应用与价值深化并重的发展新阶段，增长逻辑正从单一硬件销售向“感知硬件+边缘计算+云平台+行业知识库”立体化能力体系演进。