ИСТИНА

Распределенное акустическое зондирование (DAS) сегодня переживает экспоненциальный рост своего применения и развития. Однако, следует отметить, что до сих пор, тем не менее существуют определенные трудности в применении этой технологии для решения широкого круга сейсмологических задач [1]. В общем виде DAS функционирует как комплекс виртуальных сейсмических датчиков, располагающихся по направлению прокладки использованного волоконно-оптического кабеля. Это требует проведения для каждого виртуального датчика большого объема предварительных работ по определению его положения, ориентации, передаточной функции, собственного шума и т.д. Конечно, часть подобных метрологических характеристик можно оценить заранее, если известен тип кабеля, глубина и способ его прокладки, тип грунта и его уплотнение, а также местные условия в зоне прокладки кабеля. Решение перечисленных предварительных метрологических задач требует создания и формулирования комплексного и единого набора параметров DAS, стандартизирования методов их описания и процесса подготовки работ, измерений и представления данных [2]. Разумеется, подобные работы уже находятся в активной фазе разработки. Так, например, большая работа в этом направлении была проделана при подготовке к месяцу мониторинга «Global DAS» [3], который состоялся в феврале 2023 г. В ходе проведения этого эксперимента первоначально предполагали, что, зная характеристики использованного оптоволоконного кабеля, свойства грунта и условия прокладки кабеля, можно будет априорно оценить основные метрологические характеристики системы DAS [4], такие как, передаточная функция, уровень шума и т. д. Это позволило бы в полной мере использовать данные DAS сразу после подключения оборудования к оптоволоконной линии связи в режиме реального времени. Но к сожалению, практика доказала, что это не совсем так. Однородность кабеля, равномерность его прокладки по всей длине линии и одинаковые грунтовые условия давали надежду на то, что метрологические характеристики будут примерно одинаковыми по длине кабеля. Анализируя данные, полученные с оборудования подключенного к этому кабелю в течение месяца мониторинга «Global DAS» [5], особое внимание было уделено сравнению сейсмических сигналов, пришедших с разных азимутов. Для этого оптический кабель был разделен на условно прямые участки. Были определены азимуты прихода сейсмических волн на каждом участке. Это позволило определить, насколько на уровень регистрируемого сигнала могут влиять местные геологические условия на путях распространения сейсмических волн и ориентация различных участков кабеля. Сравнение сигналов с виртуальных датчиков расположенных на разных азимутах относительно источников сейсмических сигналов показало, что амплитудная характеристика виртуальных датчиков фактически существенно меньше зависит от угла падения сейсмической волны на ось кабеля, чем предполагалось ранее расчетами. Это может быть связано, во-первых, с геологическими условиями по ходу распространения волны, и во-вторых, с возможными изгибами и поворотами внутри кабеля, в-третьих, с тем, что оптическое волокно было намотано на жилу кабеля. Также выяснилось, что амплитудная характеристика виртуальных датчиков оказалась очень разной. При этом соседние или близлежащие датчики зачастую имели похожие характеристики. То есть очевидно, что незначительные изменения условий прокладки кабеля оказывают не столь существенное влияние на передаточную функцию виртуальных датчиков. Таким образом на текущий момент времени технология DAS при всех своих достоинствах все еще не может составить какую-либо существенную конкуренцию классическим сейсмическим приборам, поскольку виртуальные датчики DAS обладают рядом существенных недостатков. Амплитуда их сигналов существенно зависит от угла падения и частоты регистрируемого сигнала. DAS имеет более высокий уровень шума, чем обычные широкополосные сейсмометры, а также обладает чувствительностью к изменениям температуры, влажности, давления, внешних нагрузок, промерзания/оттаивания и т.д. Работа выполнена в рамках государственного задания ИФЗ РАН.