背景：碳封存为何需要长期监测？

尽管地质碳封存前景广阔，但其有效性和安全性必须通过长期监测来保障。监测的主要目的包括：

• 实时掌握封存区域内二氧化碳的运移状态

• 预警可能发生的地质灾害风险

• 为碳交易市场提供可靠的封存证据

传统的监测方法如时延地震勘探，虽然能够提供封存体的短暂贮存，但难以实现连续、实时的监测需求。而光纤传感技术正好弥补了这一空白，成为碳封存监测的理想选择。

技术原理：光缆如何“感知”二氧化碳？

干涉传感：利用光的相干性，通过测量干涉条纹变化来测量外界物理量，敏感元件一般局限在光纤中的特定段或器件上；

分布式传感：利用光在整个光纤中的散射效应，通过分析散射光随着空间分布变化来获取环境信息。

技术突破：从“单向感知”到“全向感知”

传统分布式光纤传感系统存在局限：仅对光纤轴向信号敏感，对几乎垂直入射的反射波不敏感。神州普惠通过自主研发的PH-DAS声敏螺旋光缆传感系统（HWC）成功突破了这一瓶颈。

相比于传统的直光纤传感，我司研制的螺旋光缆为高性能、高灵敏度DAS应用带来了新的可能：

• 实现了全方向敏感：实现360°全方位感知，具备三分量传感潜力

• 大幅提升了灵敏度：灵敏度高达-120dB，比常规光纤提高约4个数量级

• 大幅度提升空间分辨率：通过控制螺旋缠绕比可灵活调整空间分辨率

潜力：“声学可重构”特性

分布式光纤传感最引人注目的特点是其声学可重构性。与传统点式传感器固定不变的性能不同，DAS系统的标距长度可以灵活配置：

• 浅层勘探：采用小标距提升分辨率，捕获高频细节信息

• 深层监测：使用大标距增强信噪比，确保深层信号质量

这种“定制化成像”能力使得单一系统能够适应不同深度和精度的监测需求。

不同技术路线对比：如何选择最优方案？

针对水下碳封存监测，神州普惠为行业提供了三种技术路线：

方案一：光纤水听器阵列

• 成熟度最高，已实现产业化

• 专攻声压场监测

• 施工便捷，可靠性高

方案二：光纤OBC（海底地震仪）阵列

• 功能最全面，可监测三分量的加速度和声压

• 适合高精度科研需求

• 布放要求较高，需要大吨位作业船

方案三：分布式螺旋光缆阵列

• 性价比最优，同规模成本比方案一低4倍以上

• 兼具点式和分布式传感优势

• 科研价值高，支持多尺度数据融合

随着我国碳封存产业的快速发展，分布式光纤传感技术将在以下方面发挥更大作用：

• 大范围监测：凭借光纤传输距离优势，实现公里级范围的连续监测

• 长期稳定性：光纤本身无需供电，适合长期海底布放

• 数据融合：与其他地球物理方法结合，构建全方位监测网络

神州普惠通过持续技术创新，在核心器件、解调设备和系统集成方面实现全面自主可控，为我国碳封存安全提供了强有力的技术保障。

HWC-DAS多尺度数据地面地震勘探系统