一、工作原理
光纤传感器在油气井进行应用时，其核心工作原理是通过不同波长的光纤来进行光线传输工作，在实际工作中利用光纤作为核心原材料来将纤芯、涂覆层和剥层，这三个组成部分传入传输体系，利用二氧化硅作为主要传输成分，能够达到不同波长、不同尺寸和不同半径的传输效果。当使用单模光纤时传输距离较长，需要利用到1.55微米波长的光线，折射率更低。如果需要要求色散程度为五级的话，需要利用到1.31微米波长的光线。当进行多模光纤传导时，传导距离有限，采用0.85微米波长的光纤即可符合使用需求，但这种情况下所应用光纤传感器的概率较低。光线传感器在油气井中的应用效果较好，和其他半导体材料相比具备更高的折射率，可选择性更多，当光源从内部输送并进行传递时，即可实现无损耗式的用户传输并在输出端传出。作为重要的感应元件，当内部注入一束光线后，传感器会显示光线的波长、色散值和相位等数值，在外界温度、电磁波、亮度等一系列影响与干扰下均会发生改变。
二、技术应用
2.1光强度测量
光强度测量主要是基于射入光纤传感器内部光线刺激强弱变化的测量装置，当光线发生明显的波长、色散值和相位改变时均会引发传感器的变化。内部感光元件经过光电转换后，可以将光信号变成电信号，从而利用内部三极管装置进行二级分光并信号扩大。此时，感光装置即可通过扩大后的信号进行光源接收与光源分析，判断光源信号是否符合实际使用需求。
2.2流量测量
流量测量作为光纤传感器内部流速流体感应装置，可以利用内部单质流体或混合杂质流体进行密度、压力和流速的计算工作，当装置处于失重状态下，采用光纤悬浮流量传感器，可以在原有光纤传感器的基础之上进行流量测量工作。适用于多种环境，将单模传输方式改为多模多股光纤传输方式，纤芯色散数值降低，抗干扰性能更强，避免电磁场的影响，直接扩大测量范围。利用光纤流量传感测量技术在油气井进行实验时，测量流量与测量流速呈现正比例关系，相比原有测量数值而言，其精确度虽相差不高，但实质技术水平更优，使用效益更好。
2.3流体温度
在油气井进行光纤传感器的应用时势必会导致流体测量工作与管壁之间的摩擦，在瞬间摩擦的效应下，温度急速上升，最高可高达500摄氏度左右，已经超过了原有普通温度计的测量范畴，为更好地进行温度测量工作，需要在密集性、深度更高的大型油田中提高温度监测的范围。一般小型油田温度最高，在200摄氏度左右。因此，大型油田的流体温度测量工作需要依靠于光纤温度传感器，结合流体型、吊坠型或支架型装置来扩大测量半径，以适应温度复杂、测量范围广的地势情况下进行随意弯曲，及时调节，妥善变化，加快推进温度测量工作快速落实。
2.4流体含水量及密度的测定
大部分光纤传感器在实际测量中会由于石油原液中掺杂少量的水分而导致测量精度存在变化。尤其是石油生产工艺中，如果原液掺杂水分后需要通过含水量的测定来进行纯度划分，不同纯度的石油所测出的流体总密度和总成分占比均存在差异。以一升石油原液为单位进行油水密度测量时，可以发现两种物质会存在分层现象，需要在油井管道中找出两种物质并识别混杂物质的核心成分，进而分析水、空气和油这三种物质的主要构成比例并进行这三种物质环境折射率的测定工作。一般空气的折射率最高，水的折射率最低，密度相对较大的物质折射率相对较小，属于反比例关系。光纤传感器的设计原理就是基于不同物质折射率的变化而进行相应信号改变的测量特性，在传输中以光波作为核心信号测量载体，与管内物质的流速、流向和温度等数值关系不大，通过反复信号加工与信号传输，可以达到精细化的结果，其相对密度和总体成分占比的测量较为准确。
2.5其他方面的测定及应用
光纤传感器除了在流体温度、含水量、光强度和流量测量等领域的应用与生产下，在其他领域也得到了广泛使用，比如说进行油气井内有害气体酸碱性和爆破性以及石油原液成分的测量工作均可以利用到光纤传感器来探测。一般在进行酸碱度测量时需要应用到核心专业化的测量仪器，尤其是温度高、压强大的情况下，需要保证测量仪器能够承受极高的测量压力和极其恶劣的测量环境，使用新一代的光纤传感器即可在恶劣环境下进行测量。目前，大部分油气井均已开展光纤传感器气体PH值的测量与设计方案，并设计出多种气体PH值的测量技术，不仅能够检测PH数值，还能够进行有害气体吸收与净化的效果，实现双重保障与双重应用的作用。
三、发展前景
近几年来，石油行业在不断发展与创新当中，对于光纤传感器的需求量也逐渐上涨，呈现高速上升的趋势。同时，光纤传感器用于石油行业的生产成本高达24亿美元，并且还可以使用于化工生产、冶金制造、钢铁合成等领域，其需求已经占据重要市场份额，占有量高达53%。为更好地落实光纤传感器的监控信息传递功能，需要在中央处理器上进行研究，实现高效数据整理与信息汇总功能，将传来的数据信息及时进行更新和上传，达到整体化运营与系统化管理的效果，提高石油行业产业链的生产发展效益。
四、总结
总的来说，光纤传感器在油气井中的应用十分常见，已经成为最有效的测定与使用技术，需要在研究与创新中明确应用优势，提高信息测量的准确性、科学性与高效性，不断带来更好的社会效益和经济效益。
参考文献
[1]光纤传感器在石油行业中的应用[J].侯智玮.石化技术.2016(06):77-79
[2]光纤传感器在油田开发测井中的应用探析[J].芦光睿.石化技术.2016(07):455-458
