用于基于掃描波長干涉的傳感系統(tǒng)的傳感器陣列配置相關(guān)申請的交叉引用本申請要求在2011年1月11日提交的美國申請No.13/004268的權(quán)益，該申請No.13/004268在此全文并入本文，以作參考。技術(shù)領(lǐng)域本公開內(nèi)容涉及通過減少沿光纖電纜的多路振鈴來提高從光纖電纜內(nèi)的傳感器獲得的信號的信噪比。

背景技術(shù)：
在石油勘探及生產(chǎn)的各個方面，光學(xué)傳感器被部署于井下，并且在地面位置的光源經(jīng)由光纖電纜給光學(xué)傳感器供應(yīng)光。光與該多個光學(xué)傳感器相互作用以產(chǎn)生被返回至地面位置以待測量的具有信號的反射光。能夠提供被稱為振鈴或多路干涉的噪聲信號的多重反射在該多個傳感器當(dāng)中是可能的。由于光學(xué)傳感器在光纖電纜內(nèi)一般會均勻地間隔開，因而振鈴信號一般無法與僅具有一次反射的期望信號區(qū)分開。本公開內(nèi)容提供了用于減少從其內(nèi)形成有多個傳感器的光纖電纜中獲得的測量值中的振鈴的方法和裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
在一個方面，本公開內(nèi)容提供一種用于獲取與井眼相關(guān)的感興趣的參數(shù)的方法，該方法包括：將具有多個傳感器的光纖電纜部署于井眼內(nèi)，其中該多個傳感器具有反射率值，被配置為提供與具有基本上相同的反射率值的多個傳感器的信噪比相比改進(jìn)的信噪比；將光從光源傳播到光纖電纜內(nèi)；接收來自該多個傳感器的對所傳播的光與該多個傳感器的相互作用響應(yīng)的信號；并且從接收信號中獲取感興趣的參數(shù)。在另一個方面，本公開內(nèi)容提供一種用于獲取與井眼相關(guān)的感興趣參數(shù)的裝置，該裝置包括：在井眼內(nèi)的具有多個傳感器的光纖電纜，其中該多個傳感器具有反射率值，被配置為提供與具有基本上相同的反射率值的多個傳感器的信噪比相比改進(jìn)的信噪比；配置用于將光傳播到光纖電纜內(nèi)的光源；配置用于接收來自該多個傳感器的對所傳播的光與該多個傳感器的相互作用響應(yīng)的信號的檢測器；以及配置用于從接收信號中獲取感興趣參數(shù)的處理器。在又一個方面，本公開內(nèi)容提供一種用于獲取與井眼相關(guān)的感興趣參數(shù)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：布置于井眼內(nèi)的部件；具有與部件耦接的多個傳感器的光纖電纜，其中該多個傳感器具有反射率值，被配置為提供與具有基本上相同的反射率值的多個傳感器的信噪比相比改進(jìn)的信噪比；配置用于將光傳播到光纖電纜內(nèi)的光源；配置用于接收來自該多個傳感器的對所傳播的光與該多個傳感器的相互作用響應(yīng)的信號的檢測器；以及配置用于從接收信號中獲取感興趣參數(shù)的處理器。本文所公開的裝置和方法的某些特征的實例在此進(jìn)行了相當(dāng)寬泛的總結(jié)，以便使下面的具體實施方式可以得到更好的理解。當(dāng)然，還存在將會形成權(quán)利要求書的主題的以下所公開的裝置和方法的附加特征。附圖說明為了詳細(xì)理解本公開內(nèi)容，應(yīng)當(dāng)參考以下結(jié)合附圖進(jìn)行的關(guān)于示例性實施例的詳細(xì)描述，在附圖中對相同的元素賦以相同的編號，并且在附圖中：圖1示出了在井眼內(nèi)具有能夠使用本文描述的示例性方法來監(jiān)測的多個井下傳感器的一種示例性系統(tǒng)；圖2示出了適用于獲取圖1的示例性系統(tǒng)的參數(shù)的一種示例性光學(xué)系統(tǒng)；圖3示出了圖2的示例性光纖電纜的詳細(xì)視圖；圖4示出了具有與圖3的選定傳感器相關(guān)的多個拍頻的空間頻域；以及圖5A-C示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的各種實施例的在反射率與傳感器到參考反射體的距離之間的示例性關(guān)系。具體實施方式圖1示出了適合于與本文所描述的示例性方法和光學(xué)系統(tǒng)一起使用的示例性石油生產(chǎn)系統(tǒng)100。圖1的示例性生產(chǎn)系統(tǒng)100包括在井眼120內(nèi)的經(jīng)由光纖電纜104與地面電子設(shè)備進(jìn)行光通信的管件（tubular）102。光纖電纜104包括多個傳感器106。該多個傳感器106中的每個傳感器都被配置為在與在光纖電纜104內(nèi)傳播的光相互作用時提供光學(xué)信號。光纖電纜104被纏繞于管件102的表面，并且該多個傳感器106中的每個傳感器由此在特定的位置貼附于管件102。在特定位置處的參數(shù)（例如，應(yīng)變或溫度）的變化因此由貼附于該特定位置或其附近的傳感器檢測，該傳感器從而提供與檢測到的參數(shù)變化對應(yīng)的信號。這些信號可以在地面的電子設(shè)備中處理，以獲得諸如管件的溫度或形變之類的參數(shù)。因此，光纖電纜和傳感器可以在各種方法中使用，例如，實時壓實監(jiān)測（RTCM）、分布式溫度傳感（DTS）、光學(xué)頻率反射法（OFDR）或者使用掃描波長干涉的任何可用方法。光纖電纜104在地面位置耦接于詢問單元108。詢問單元108可以包括：光源（未示出），典型為用于經(jīng)由光纖電纜104給傳感器提供光線的可調(diào)諧激光器，以及用于從接收自該多個傳感器106的光線中獲取信號的電路。詢問單元108可以耦接至數(shù)據(jù)處理單元110，并且在一個方面將獲得的信號發(fā)送到數(shù)據(jù)處理單元。在一個方面，輸出處理單元110接收并處理來自詢問單元108的測量信號，以獲得諸如在管件處的波長、應(yīng)變或溫度的測量值之類的參數(shù)。在各個方面，數(shù)據(jù)處理單元110包括：其內(nèi)存儲有各種程序及數(shù)據(jù)的至少一個存儲器115，可訪問存儲器且配置用于訪問存儲于其內(nèi)的程序和/或數(shù)據(jù)中的一個或多個以獲得參數(shù)的計算機或處理器113，以及用于記錄和存儲所獲得的參數(shù)的記錄介質(zhì)117。數(shù)據(jù)處理單元110可以將參數(shù)輸出到各種設(shè)備，例如，顯示器112或記錄介質(zhì)117。圖1的示例性生產(chǎn)系統(tǒng)100是包括在海底位置125的管件102處的與位于海平面126的海上平臺127的地面電子設(shè)備（即，詢問單元108）通信的傳感器的海底石油生產(chǎn)系統(tǒng)。但是，圖1僅作為圖示來提供，而不是作為對本公開內(nèi)容的限制。該系統(tǒng)可以可替換地部署于陸地位置，并且除了別的以外還可以包括石油勘探系統(tǒng)、石油生產(chǎn)系統(tǒng)、隨鉆測量工具或電纜測井設(shè)備。此外，該系統(tǒng)還可以適合于與用于應(yīng)用中的任何部件一起使用。圖2示出了適用于獲取與圖1的示例性系統(tǒng)的參數(shù)相關(guān)的信號的示例性光學(xué)系統(tǒng)200的示意圖。示例性光學(xué)系統(tǒng)200包括光源205、包含形成于其內(nèi)的多個傳感器（202a,202b,202c,…,202n，并且共同稱為傳感器202）的光纖電纜204以及用于從該多個傳感器202中檢測出光信號的檢測器214。在圖2的示例性實施例中，光從光源205傳輸?shù)江h(huán)行器210。環(huán)行器一般包括為了光輸入和輸出而成圓形定制的多個端口。環(huán)行器被配置使得進(jìn)入任何端口的光被傳輸?shù)讲⑤喠鞯赝顺鱿乱欢丝?。環(huán)行器210將光從光源205提供到光纖電纜204，并且將自光纖電纜返回的光提供給214。因此，光從光源205傳播到光纖電纜204內(nèi)。在所傳播的光與傳感器相互作用時，會產(chǎn)生返回到環(huán)行器以在檢測器214處被接收的信號。在一個方面，檢測器214產(chǎn)生具有接收信號的波形的電信號。在各種實施例中，檢測器214除了別的以外還可以是光電檢測器、電荷耦合設(shè)備、光電轉(zhuǎn)換器。電信號在檢測器處可以被發(fā)送到可以包括各種光學(xué)設(shè)備和電子設(shè)備的電路216。在一個方面，電路216包括被配置為從在電路216處接收到的電信號中獲取信號的處理器218。在一種示例性的實施例中，光源205是被配置為提供具有以選定的速率對一定范圍的波長進(jìn)行掃描的波長的光的可調(diào)諧激光光源。光源可以是用于提供掃描一定范圍的波長的光束的任何可調(diào)諧光源或掃描波長光源。在各個方面，光源可以是連續(xù)的光源或者具有配置用于掃描一定范圍的波長的濾波器的寬帶光源。光源的波長范圍和掃描速率可以是預(yù)先編程的，由運行軟件的控制器提供或者由操作者提供。在一種示例性的實施例中，傳感器202是光纖布拉格光柵（Fiber-BraggGratings）。FBG是光纖的芯的折射率的周期性變化，并且典型地使用激光蝕刻工藝來創(chuàng)建。光柵反射一定比例的入射光，但是僅在稱為布拉格波長的特定波長，該布拉格波長與光柵周期相關(guān)。應(yīng)力或環(huán)境因素（例如，熱變化或機械應(yīng)力）會影響光柵周期并因此產(chǎn)生布拉格波長的變化。因而，觀察FBG的反射光的波長的操作者能夠確定相關(guān)的環(huán)境因素，即，溫度、應(yīng)變等。典型地，為了確定選定傳感器的布拉格波長，光源205掃描一定范圍的波長。由于在光纖電纜內(nèi)存在許多傳感器，因而在光纖內(nèi)能夠發(fā)生多個光反射，每個光反射對應(yīng)于來自選定傳感器的特定波長的信號以及傳感器的特定光程長度或光學(xué)延遲。由于示例性的管件102延伸相當(dāng)大的距離，因而光程長度可以隨著管件的長度顯著地變化。圖3示出了圖2的示例性光纖電纜204的詳細(xì)視圖，示出了參考反射體206和示例性的傳感器202a,202b,202c,…,202n。參考反射體206提供波長為光源205的波長的光，并且被設(shè)定于光纖電纜內(nèi)的相對于傳感器202選定的參考位置。參考反射體206被示為處于光纖電纜靠近光源205的那一端。在另一種實施例中，參考反射體可以位于遠(yuǎn)離光源的光纖電纜的遠(yuǎn)端。由選定的傳感器反射的光與由參考反射體206反射的光干涉以產(chǎn)生信號。圖3示出了每個傳感器（202a,202b,202c,…,202n）到參考反射體206的距離（L1,L2,…,Ln）。入射光一般地從左到右傳播。因此，L1,L2,…,Ln是光在參考反射體外傳播以達(dá)到各個傳感器的附加距離，并且這些距離的兩倍是傳感器關(guān)于參考反射體的光程差，通常稱為光學(xué)延遲。每個傳感器的信號通過與其到參考反射體的距離直接相關(guān)的空間頻率或“拍頻”來調(diào)制。特定光柵的干涉信號能夠表示為：其中D是檢測到的信號，Ri是第i個光柵的反射光譜，n是光纖電纜的有效折射率，λ是光的波長，并且Li是從第i個光柵到參考反射體的距離。圖4示出了具有多個拍頻的空間頻域。每個拍頻涉及特定的傳感器（即，例如，fI涉及傳感器202a）。通過選擇特定的頻率，操作者可以選擇與特定傳感器相關(guān)的光譜并且測量特定傳感器的信號。拍頻可以通過例如創(chuàng)建在特定頻率附近的帶通濾波器來選擇，如圖4所示。由于在光纖電纜204上的多個傳感器202，在光纖電纜內(nèi)出現(xiàn)了因多路干涉或“振鈴”所致的噪聲。多路干涉能夠通過下面的說明性實例來理解：參照圖2或圖3，傳感器202c相對于參考反射體的第一光學(xué)延遲是2*L3。有可能光也反射離開多個傳感器并且具有相同的光學(xué)延遲（2*L3）。例如，光可以從參考反射體206傳播到傳感器202b，在傳感器202b處反射到傳感器202a，在傳感器202a處反射到傳感器202b，并且在傳感器202b處反射回到參考反射體206。由于在傳感器之間通常均勻的間距，多次反射的光的光學(xué)延遲同樣為2*L3。但是，來自此類多次反射光的信號是噪聲。參考公式（1），F(xiàn)BG202c的檢測到的信號D包括來自FBG202a和FBG202b之間的多路干涉的噪聲。一般地，具有較高空間頻率的傳感器（即，傳感器202n）更多地受多路干涉所影響，而具有較低空間頻率的傳感器（即，傳感器202a、202b）受到的影響較小。在一個方面，本公開內(nèi)容提供具有多個傳感器（即，F(xiàn)BG202）的光纖電纜，其中該多個傳感器的反射率被配置用于提供與在其傳感器當(dāng)中具有基本上相同的反射率值的多個傳感器的信噪比相比改進(jìn)的信噪比。在示例性的實施例中，最靠近光源的傳感器的反射率值低于離光源最遠(yuǎn)的傳感器的反射率值。在可替換的實施例中，離光源最遠(yuǎn)的傳感器的反射率值低于最靠近光源的傳感器的反射率值。選定傳感器的反射率值能夠與從選定傳感器到光源的距離相關(guān)。作為選擇，傳感器的反射率值能夠與在光纖電纜內(nèi)的傳感器的位置相關(guān)。圖5A-C示出了在反射率值與選定傳感器和光源間的距離之間的各種關(guān)系。圖5A示出了與距離線性相關(guān)的反射率值。圖5B示出了在反射率與距離之間的冪函數(shù)關(guān)系。圖5C示出了按照階躍函數(shù)關(guān)系變化的反射率。在一種實施例中，低的反射率值小于-45dB，而高的反射率值大于-35dB。在一種可替換的實施例中，低的反射率值大于-45dB，而高的反射率值小于-35dB。在該示例性的實施例中，具有低空間頻率的傳感器具有低反射率。雖然低反射率值提供弱反射信號，但是這些傳感器的多路干涉程度是最小的，因而此類低空間頻率的傳感器的信噪比是可接受的。具有高空間頻率的傳感器具有高反射率，由此提供強反射信號。雖然這些傳感器易受多路干涉影響，但是提供此類干涉的傳感器一般具有較低的反射率值。因而，反射的噪聲信號較小。此外，在弱反射表面的多次反射的動作進(jìn)一步降低了噪聲信號。因而，高空間頻率的傳感器的信噪比同樣是可接受的。因此，在一個方面，本公開內(nèi)容提供了一種用于獲取與井眼相關(guān)的感興趣參數(shù)的方法，該方法包括：在井眼內(nèi)部署具有多個傳感器的光纖電纜，其中該多個傳感器具有的反射率值被配置為提供與具有基本上相同的反射率值的多個傳感器的信噪比相比改進(jìn)的信噪比；將光從光源傳播到光纖電纜內(nèi)；接收來自該多個傳感器的對所傳播的光與該多個傳感器的相互作用響應(yīng)的信號；并且從接收信號中獲取感興趣的參數(shù)。在一種實施例中，最靠近光源的傳感器的反射率值低于離光源最遠(yuǎn)的傳感器的反射率值。選定傳感器的反射率值與下列項之一相關(guān)：選定傳感器到光源的距離；以及選定傳感器在光纖電纜內(nèi)的位置。在示例性的實施例中，選定傳感器的反射率值可以按照下列方式之一與距離相關(guān)：（i）線性地，（ii）作為冪函數(shù)，以及（iii）成一次或多次階躍地。在一種實施例中，在該多個傳感器中的任何傳感器的最小反射率值大于-45dB，而在該多個傳感器中的任何傳感器的最大反射率值小于-35dB。該方法還包括應(yīng)用濾波器來選擇與該多個傳感器中的傳感器對應(yīng)的信號。例如，感興趣的參數(shù)可以是在部件處的應(yīng)力、溫度或部件的形變。在另一個方面，本公開內(nèi)容提供了一種用于獲取與井眼相關(guān)的感興趣參數(shù)的裝置，該裝置包括：在井眼內(nèi)的具有多個傳感器的光纖電纜，其中該多個傳感器具有的反射率值被配置為提供與具有基本上相同的反射率值的多個傳感器的信噪比相比改進(jìn)的信噪比；配置用于將光傳播到光纖電纜內(nèi)的光源；配置用于接收來自該多個傳感器的對所傳播的光與該多個傳感器的相互作用響應(yīng)的信號的檢測器；以及配置用于從接收信號中獲取感興趣參數(shù)的處理器。最靠近光源的傳感器的反射率值低于離光源最遠(yuǎn)的傳感器的反射率值。選定傳感器的反射率值與下列項之一相關(guān)：選定傳感器到光源的距離；以及選定傳感器在光纖電纜內(nèi)的位置。反射率值可以按照下列方式之一與距離相關(guān)：（i）線性地，（ii）作為冪函數(shù)，以及（iii）成一次或多次階躍地。在一種實施例中，在該多個傳感器中的任何傳感器的最小反射率值大于-45dB，而在該多個傳感器中的任何傳感器的最大反射率值小于-35dB。處理器可以被進(jìn)一步配置以應(yīng)用濾波器來選擇與該多個傳感器中的傳感器對應(yīng)的信號。例如，感興趣的參數(shù)可以是在部件處的應(yīng)力、溫度或部件的形變。在又一個方面，本公開內(nèi)容提供一種用于獲取與井眼相關(guān)的感興趣參數(shù)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：布置于井眼內(nèi)的部件；具有與部件耦接的多個傳感器的光纖電纜，其中該多個傳感器具有的反射率值被配置為提供與具有基本上相同的反射率值的多個傳感器的信噪比相比改進(jìn)的信噪比；配置用于將光傳播到光纖電纜內(nèi)的光源；配置用于接收來自該多個傳感器的對所傳播的光與該多個傳感器的相互作用響應(yīng)的信號的檢測器；以及配置用于從接收信號中獲取感興趣參數(shù)的處理器。在一種實施例中，最靠近光源的傳感器的反射率值低于離光源最遠(yuǎn)的傳感器的反射率值。在該多個傳感器內(nèi)的選定傳感器的反射率值可以與下列項之一相關(guān)：選定傳感器到光源的距離；以及選定傳感器在光纖電纜內(nèi)的位置。選定傳感器的反射率值可以按照下列方式之一與距離相關(guān)：（i）線性地，（ii）作為冪函數(shù)，以及（iii）成一次或多次階躍地。在一種實施例中，在該多個傳感器中的任何傳感器的最小反射率值大于-45dB，而在該多個傳感器中的任何傳感器的最大反射率值小于-35dB。雖然上述公開內(nèi)容涉及本公開內(nèi)容的優(yōu)選實施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚各種修改。希望在所附的權(quán)利要求書的范圍和精神之內(nèi)的所有變化均包含于上述公開內(nèi)容內(nèi)。