一種識別微地震監測信號諧振幹擾並進行有效壓制的方法
2023-07-27 11:48:06
一種識別微地震監測信號諧振幹擾並進行有效壓制的方法
【專利摘要】本發明是壓裂微地震監測中識別信號諧振幹擾並壓制的方法，將壓裂微地震事件信號轉換到頻率域，對三分量頻譜按照水平、垂直分量分開排列，確定諧振信號頻帶範圍，在垂直分量頻譜排列上選取無諧振幹擾頻譜道，計算頻率採樣點的能量，整道信號主頻帶能量，前後能量的比值為微地震信號在該採樣點的相對衰減係數，計算三分量各排列中所有諧振幹擾頻譜的主頻帶能量，乘以對應採樣點的衰減係數得到頻譜補償值完成諧振幹擾頻帶補償，把頻率域信號反傅立葉變換到時間域完成諧振信號的壓制。本發明可以高效識別微地震信號中的諧振幹擾並進行有效的壓制，對有效信號的傷害降到最小。使用簡潔，運算效率高。
【專利說明】一種識別微地震監測信號諧振幹擾並進行有效壓制的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及壓裂微地震監測數據處理技術，具體是一種識別微地震監測信號諧振幹擾並進行有效壓制的方法。
【背景技術】
[0002]壓裂微地震監測是指監測在油田進行壓裂施工過程中因巖石破裂而產生的微地震事件。壓裂微地震監測信號由於特殊的井下採集方式和井下檢波器與井壁耦合不好而造成採集資料常出現諧振幹擾，對資料的處理產生了很大影響。
[0003]由於壓裂微地震監測信號持續時間長、數據量龐大，不可能對某一小部分信號進行單獨處理，目前對壓裂微地震監測中的諧振幹擾主要採取批量的帶通濾波方法。帶通濾波是直接在信號的頻譜上加窗限制該頻帶的能量。這樣在一定程度可以壓制諧振幹擾，但是改變了信號本身的頻譜，也壓制該頻段的有效信號，一定程度破壞信號的完整性；特別是影響微地震事件到達時刻的起跳點，對準確拾取微地震事件到達時間有影響，從而影響了微地震監測資料的處理效果，對微地震事件定位結果造成較大誤差。
【發明內容】
[0004]本發明目的是提供一種識別準確，對有效信號傷害程度小的識別微地震監測信號諧振幹擾並進行有效壓制的方法。
[0005]本發明通過以下具體步驟實現
[0006]I)用井下三分量檢波器在井中採集油田壓裂施工過程中產生的微地震事件信號;
[0007]2)根據微地震事件信號能量比進行微地震信號識別；
[0008]3)在時間域對微地震事件信號進行傅立葉變換，轉換到頻率域；
[0009]4)對微地震事件信號的三分量頻譜，分別按照水平分量X、水平分量Y和垂直分量Z分開排列；
[0010]步驟4)所述的分開排列是所有三分量檢波器水平分量X的頻譜為一個排列，水平分量Y的頻譜為一個排列，垂直分量Z的頻譜為一個排列。
[0011]步驟4)所述的分開排列採用沿檢波器布設順序自上而下排列。
[0012]5)確定諧振信號在每個分量的頻帶範圍，對諧振幹擾信號識別；
[0013]步驟5)所述的識別是根據諧振信號在每個分量的頻譜排列上表現為諧振信號的頻譜為單個檢波器上孤立的異常強幅值或在多個檢波器上持續強幅值。
[0014]6)在垂直分量Z頻譜排列上選取無諧振幹擾頻譜道，計算頻帶範圍內每個頻率採樣點的能量，再計算整道信號主頻帶能量，前者與後者能量的比值為微地震信號在該採樣點的相對裳減係數；
[0015]計算三分量各排列中所有諧振幹擾頻譜的主頻帶能量，乘以對應頻率採樣點的衰減係數得到該頻率採樣點頻譜補償值，完成諧振幹擾頻帶的補償；[0016]7)把完成補償的頻率域信號做反傅立葉變換到時間域，完成諧振信號的壓制。
[0017]本發明可以高效識別微地震信號中的諧振幹擾並進行有效的壓制，對有效信號的傷害降到最小。使用簡潔，運算效率高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1微地震事件原始信號；
[0019]圖2微地震事件原始信號頻譜；
[0020]圖3濾波處理後的微地震事件信號；
[0021 ]圖4濾波處理後的微地震事件信號頻譜；
[0022]圖5微地震事件原始信號檢波器三分量頻譜；
[0023]圖6本發明壓制諧振後的微地震事件信號；
[0024]圖7本發明壓制諧振後的微地震事件信號頻譜；
[0025]圖8本發明壓制諧振後的檢波器三分量頻譜。
【具體實施方式】
[0026]本發明是在壓裂微地震監測資料處理中，利用頻譜補償的方法對微地震監測信號中的諧振信號進行壓制處理。首先是對信號進行頻率域轉換，識別各檢波器的諧振頻帶，在頻率域對諧振頻段進行合理補償，到達即最小化傷害有效信號又非常有效地壓制諧振幹擾。
[0027]以下結合附圖詳細說明本發明，本發明具體實施步驟如下:
[0028]I)用井下三分量檢波器在井中採集油田壓裂施工過程中產生的微地震事件信號;
[0029]2)根據微地震事件信號能量比進行微地震信號識別，圖1中有明顯的諧振幹擾，諧振信號波形相對寬；
[0030]3)在時間域對微地震事件信號進行傅立葉變換，轉換到頻率域，圖2是微地震時間信號頻率域頻譜，常規手段(寬波形)識別的諧振頻帶如圖2所示，直接採用常規的帶陷濾波會出現新的幹擾，如圖4和圖3。
[0031]4)自上而下對微地震事件信號的三分量頻譜，分別按照水平分量X、水平分量Y和垂直分量Z分開排列，如圖5。根據諧振信號的頻譜特性，諧振頻帶更簡單準確識別。所述的分開排列是所有三分量檢波器水平分量X的頻譜為一個排列，水平分量Y的頻譜為一個排列，垂直分量Z的頻譜為一個排列。所述的分開排列採用沿檢波器布設順序自上而下排列。
[0032]5)確定諧振信號在每個分量的頻帶範圍，對諧振幹擾信號識別；所述的識別是根據諧振信號在每個分量的頻譜排列上表現為諧振信號的頻譜為單個檢波器上孤立的異常強幅值或在多個檢波器上持續強幅值。
[0033]6)垂直分量Z在套管固結良好的井壁不受諧振影響，在垂直分量Z頻譜排列上選取無諧振幹擾頻譜道，計算頻帶範圍內每個頻率採樣點的能量，再計算整道信號主頻帶能量，前者與後者能量的比值為微地震信號在該採樣點的相對衰減係數；
[0034]計算三分量各排列中所有諧振幹擾頻譜的主頻帶能量，乘以對應頻率採樣點的衰減係數得到該頻率採樣點頻譜補償值，完成諧振幹擾頻帶的補償，得到壓制諧振後的信號，完成頻率域補償的頻譜如圖8，可見檢波器的各分量上的諧振頻帶都得到了有效的壓制。
[0035]7)把完成補償的頻率域信號做反傅立葉變換到時間域，完成諧振信號的壓制，如圖6。
[0036]比較圖4和圖7本發明較大程度恢復了有效信號頻譜，比較圖5和圖8本發明較大程度壓制了諧振頻帶，比較圖3和圖6本發明壓制諧振後的信號傷害達到了最小。
【權利要求】
1.一種識別微地震監測信號諧振幹擾並進行有效壓制的方法，特點是通過以下步驟實現: 1)用井下三分量檢波器在井中採集油田壓裂施工過程中產生的微地震事件信號； 2)根據微地震事件信號能量比進行微地震信號識別； 3)在時間域對微地震事件信號進行傅立葉變換，轉換到頻率域； 4)對微地震事件信號的三分量頻譜，分別按照水平分量X、水平分量Y和垂直分量Z分開排列； 5)確定諧振信號在每個分量的頻帶範圍，對諧振幹擾信號識別； 6)在垂直分量Z頻譜排列上選取無諧振幹擾頻譜道，計算頻帶範圍內每個頻率採樣點的能量，再計算整道信號主頻帶能量，前者與後者能量的比值為微地震信號在該採樣點的相對裳減係數； 計算三分量各排列中所有諧振幹擾頻譜的主頻帶能量，乘以對應頻率採樣點的衰減係數得到該頻率採樣點頻譜補償值，完成諧振幹擾頻帶的補償； 7)把完成補償的頻率域信號做反傅立葉變換到時間域，完成諧振信號的壓制。
2.根據權利要求1所述的方法，特點是步驟4)所述的分開排列是所有三分量檢波器水平分量X的頻譜為一個排列，水平分量Y的頻譜為一個排列，垂直分量Z的頻譜為一個排列。
3.根據權利要求1所述的方法，特點是步驟4)所述的分開排列採用沿檢波器布設順序自上而下排列。
4.根據權利要求1所述的方法，特點是步驟5)所述的識別是根據諧振信號在每個分量的頻譜排列上表現為諧振信號的頻譜為單個檢波器上孤立的異常強幅值或在多個檢波器上持續強幅值。
【文檔編號】G01V1/36GK103675917SQ201210323420
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月4日 優先權日:2012年9月4日
【發明者】容嬌君, 李彥鵬, 徐剛, 儲仿東, 李飛, 劉博 , 張彥斌, 張固瀾, 衡峰, 劉騰蛟 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司