cp16-8 第2期次一次性光纤 DTS 数据分析

数据:~/Downloads/陈平-一次性光纤/ 三个 npz,键 = datetime,值 = 沿光纤的温度数组(°C)。文件中没有深度轴,以下全部以采样点序号 idx 表示;尾部 -273.15 为光纤末端以外的无效值。

1. 三个文件的关系

文件	时间范围	剖面数	采样间隔	有效采样点	备注
cp16-8(2点至12点)	09-16 02:40 → 10:58	499	60 s	6198	空间采样粗 4 倍,噪声约 60 倍(相邻点中位差 0.87 vs 0.015 °C)
cp16-8(主文件)	09-16 11:17 → 09-18 10:27	1371	120 s	24841	主数据;有 2 段缺测:09-16 23:28→00:05(38 min)、09-17 06:34→07:24(51 min)
DTS-1135-1335	09-16 11:33 → 13:34	59	120 s	24841	是主文件的严格子集(59 个时刻逐点相同,最大差 0.0),无新增信息

2点至12点文件与主文件的剖面形状一致(idx×4 对齐),两台设置在 11:00 左右切换,主文件空间分辨率高 4 倍。

2. 光纤沿程结构(主文件基线,前 100 个剖面平均)

idx 区间	特征	解释
0 – ~10900	平坦 11–21 °C,叠加周期 663 点的扇贝状波动,约 16 个周期	地面段,光纤仍在线盘上,每圈一个周期;温度随昼夜变化(09-16 中午 21 °C → 09-18 早 11 °C)
~10900 – 11300	骤降到 ~10 °C 的低温窄谷	井口/入井过渡段(或参考冷点)
11300 – ~13000	温度回升,时间标准差最小(0.5 °C)	近地表浅井段,最稳定
13000 – 24800	单调升温 10 → 64 °C,近线性,梯度 4.6 °C / 1000 idx	井筒地温梯度段
24820 – 24840	末端 12 个点	光纤末端反射伪值,09-18 01:37 起失真到 −34 ~ +102 °C,须剔除

若能提供空间采样间隔(常见 0.25 / 0.5 / 1 m),idx 即可换算深度;地温梯度对应 0.25 m 时为 1.85 °C/100 m,0.5 m 时为 0.93 °C/100 m,由此也可反推采样间隔是否合理。

3. 主事件:09-17 00:05 – 05:00 的两段注入冷却

井段(idx>16000)平均温度时间线:

时刻	井段均温	井底(idx 24500)	说明
09-17 00:05	55 °C	63 °C	缺测恢复后,仍是基线
00:40 – 01:00	50 → 36	62 → 58	第 1 段冷却开始,冷锋自浅向深推进
01:57	25	35	第 1 段末
02:00 – 03:00	回升到 35	48	停泵,部分回温
03:10	27 → 22	42 → 31	第 2 段冷却开始
04:20 – 04:40	21	25	最冷,井底较基线低 38 °C,整段 idx>20000 几乎等温 19–25 °C
04:50 起	回升		停泵,开始回温
09-17 06:30	36	43
09-18 10:27	59–62	62	回温 29 h 后仍未完全恢复

冷却幅度沿程分布(04:40 相对基线):idx 16000 −15 °C,18000 −28 °C,20000 以深 −38 ~ −40 °C 近乎均匀。说明冷流体到达了光纤末端,整个深井段被置换为同一温度的注入液。

回温残差(09-18 10:27 相对基线):13000–19000 段已完全恢复;19000–21000 段 −0.9 °C;21000–23000 段 −1.9 °C;23000–24800 段 −2.4 °C。越深恢复越慢,与吸液量在深段更大的假设一致。

4. 值得关注的沿程异常点(候选流体进入位置)

idx ≈ 21000:时间标准差曲线在此有台阶(10.5 → 9.0);07:30–12:00 回温速率在 20500–21000 处最快(9.9 °C)、21000 处骤降到 5.9 °C;瀑布差值图中 06:00–12:00 该处有一条明显的暖条带。这是全井最清晰的局部异常,可能对应封隔器/射孔段边界或一处进液点。
idx ≈ 23000–24000:回温速率再次减慢到 5.6–5.8 °C,与末段残差最大相符。
这两处需要结合完井结构(射孔/封隔位置换算成 idx)确认,现阶段只是数据上的候选。

5. 2点至12点文件(09-16 02:40 – 10:58)

这是主事件之前 8 小时的记录,井段在持续回温:idx 4000–4500(对应主文件 16000–18000)从 32.6 升到 40.5 °C,idx 5500–6000 从 55.8 升到 62.7 °C,到 10:58 已与主文件基线一致(差 <0.7 °C)。说明 09-16 凌晨之前还有一次冷却事件(可能是上一段作业或下光纤时的循环),02:40 时井段比稳态低 7–11 °C。该文件噪声大,只适合看趋势,不适合做局部异常识别。