Description succincte
(Allemand)
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Umfang der Arbeit. Der Bericht wird die folgenden Punkte behandeln:
- FOS-Prinzip. Beschreibung des Stands der Technik der FOS-Techniken (Distributed Acoustic Sensing DAS, Distributed Strain Sensing SS, Distributed Temperature Sensing DTS)
- FOS-Anwendungen: Oberflächennahe, Reservoir-, Geothermie- und CCS-Überwachung, Brunnenintegrität.
- Vor- und Nachteile von FOS: Kosten, Logistik, Einschränkungen bei der Probenahme, Empfindlichkeit und Rauschpegel, Dynamikbereich, Kopplung, Echtzeitverarbeitung
- FOS in der Schweiz: Bestehendes FO-Netzwerk, FOS-Aktivitäten und Stand der Forschung
- Zukünftige Entwicklung von FOS: FOS der nächsten Generation, wichtige nächste Schritte für Geothermie und CCS (einschliesslich ML und Echtzeitanwendungen)
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Description succincte
(Anglais)
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Work of Scope. The report will discuss the following points:
- FOS principle. Description of state of the art FOS techniques (Distributed Acoustic Sensing DAS, Distributed Strain Sensing SS, Distributed Temperature Sensing DTS)
- FOS applications: Near-surface, Reservoir, Geothermal and CCS monitoring, well integrity.
- FOS pros and cons: cost, logistic, sampling limitations, sensitivity and noise levels, dynamic range, coupling, realtime processing
- FOS in Switzerland: Existing FO network, FOS activity and state of research
- FOS future development: next-generation FOS, key next steps for Geothermal and CCS (including ML and real-time applications)
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Description succincte
(Français)
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Travail sur le champ d'application. Le rapport abordera les points suivants:
- Principe FOS. Description des techniques FOS les plus récentes (détection acoustique distribuée DAS, détection de contrainte distribuée SS, détection de température distribuée DTS).
- Applications FOS : Proche de la surface, surveillance des réservoirs, de la géothermie et du CSC, intégrité des puits.
- Avantages et inconvénients des FOS : coût, logistique, limites de l'échantillonnage, sensibilité et niveaux de bruit, gamme dynamique, couplage, traitement en temps réel.
- FOS en Suisse : Réseau FO existant, activité FOS et état de la recherche
- Développement futur des FOS : FOS de la prochaine génération, prochaines étapes clés pour la géothermie et le CCS (y compris les applications ML et en temps réel).
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Rapport final
(Allemand)
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Dieser Bericht bietet einen prägnanten Überblick über die verteilte Glasfaser Sensorik (Distributed Fiber Optic Sensing, DFOS) mit Schwerpunkt auf der verteilten akustischen Sensorik (Distributed Acoustic Sensing, DAS) als revolutionäres Werkzeug zur Überwachung des Untergrunds in Geoenergieanwendungen. Es werden die physikalischen Prinzipien der Raman-, Brillouin- und Rayleigh-Streuung erläutert , welche den DTS-, DSS- und DAS-Technologien zugrunde liegen. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf DAS, das Rayleigh-Streuung nutzt um Telekommunikations- Glasfaser in dichte seismische Arrays umzuwandeln. Das Dokument behandelt die DASSystemarchitektur, einschliesslich des Designs der Abfrageeinheit, der Herausforderungen des optischen Rauschens und der Auswirkungen der Messlänge. Es vergleicht DAS mit konventionellen Technologien und hebt die Vorteile bei den Kosten pro Kanal, dem Einsatz in widrigen Umgebungen, und den langfristigen Überwachungsmöglichkeiten hervor, insbesondere wenn bereits installierte oder ungenutzte Glasfaser vorhanden ist. Detaillierte Abschnitte behandeln aktive und passive seismische Anwendungen. Zahlreiche veröffentlichte Fallstudien demonstrieren die Fähigkeit von DAS, hochauflösende Daten für VSPs, die Überwachung von Mikroseismizität, und Zeitrafferuntersuchungen zu liefern. Schweizer Initiativen werden vorgestellt. Der Bericht kommt zu dem Schluss, dass DAS, als Teil der breiteren DFOS-Suite , sich zu einer Schlüsseltechnologie für die geophysikalische EchtzeitÜberwachung im grossem Massssichentwickelt, und somit die Energiewende in der Schweiz unterstützen wird.
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Rapport final
(Anglais)
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This report provides an concise overview of Distributed Fiber Optic Sensing (DFOS), with a focus on Distributed Acoustic Sensing (DAS) as a transformative tool for subsurface monitoring in geoenergy applications. It explains the physical principles of Raman, Brillouin, and Rayleigh scattering, and how they underpin DTS, DSS, and DAS technologies. A key emphasis is placed on DAS, which leverages Rayleigh scattering to convert telecom-grade optical fibers into dense seismic arrays. The document discusses DAS system architecture, including interrogator unit design, optical noise challenges, and gauge length effects. It compares DAS to conventional technologies, highlighting advantages in cost per channel, deployment in harsh environments, and long-term monitoring capabilities, especially when pre-installed or dark fiber is available. Detailed sections cover active and passive seismic applications. Numerous published case studies demonstrate DAS's ability to deliver high-resolution data for VSPs, microseismicity monitoring, and time-lapse surveys. Swiss initiatives are presented. The report concludes that DAS, as part of the broader DFOS suite, is becoming a cornerstone technology for real-time, large-scale geophysical monitoring supporting Switzerland’s energy transition.
Documents annexés
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Rapport final
(Français)
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Ce rapport donne un aperçu concis de la détection distribuée par fibre optique (DFOS), en mettant l'accent sur la détection acoustique distribuée (DAS) en tant qu'outil de transformation pour la surveillance de la subsurface dans les applications géo-énergétiques. Il explique les principes physiques de la diffusion Raman, Brillouin et Rayleigh, et la manière dont ils permettent les technologies DTS, DSS et DAS. L'accent est mis sur le DAS, qui exploite la diffusion de Rayleigh pour convertir des fibres optiques en réseaux sismiques denses. Le document traite de l'architecture des systèmes DAS, notamment de la conception des unités d'interrogation, des problèmes de bruit optique et des effets de la longueur de la jauge. Il compare les DAS aux technologies conventionnelles, en soulignant les avantages en termes de coût par canal, de déploiement dans des environnements difficiles et de capacités de surveillance à long terme, en particulier lorsque des fibres préinstallées ou des fibres noires sont disponibles. Des sections couvrent les applications sismiques actives et passives. De nombreuses études publiques démontrent la capacité de DAS à fournir des données à haute résolution pour les PSV, la surveillance de la microsismicité et les études répétées à intervalles réguliers. Des initiatives suisses sont présentées. Le rapport conclut que DAS, en tant qu'élément de la suite DFOS, est en passe de devenir une technologie de base pour la surveillance géophysique en temps réel et à grande échelle dans le cadre de la transition énergétique de la Suisse.
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