[發明專利]抑制稠油熱采井溫度監測噪聲的方法

有效

• 申請號: 201210078540.2
• 申請日: 2012-03-22
• 公開（公告）號: CN102628356A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: 王嘉淮;潘勇;韓吉聲;張敏;鄒琪琳;謝尚然;胡承軍;李士建;蘆志偉;王金龍;薛瑾
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B47/07
• 分類號: E21B47/07
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 李玉明

技術領域

本發明涉及油井溫度監測技術領域，尤其涉及一種抑制稠油熱采井溫度監測噪聲的方法。

背景技術

在油田勘探開發生產中，井溫測試信息始終扮演著重要角色，特別是在稠油油藏開發動態監測中，需要對地層溫度的變化進行長期實時的監測，從而在時間和空間上對蒸汽腔的形成過程、發育程度以及蒸汽前緣的位置進行連續監測。井溫測井儀器測量精度的提高關鍵在于解決溫度漂移問題，而這些問題的解決依賴于傳感器的選擇。在眾多的傳感器中，光纖傳感器以其具有體積小、不含電子設備、信號傳輸快、抗電磁干擾、抗腐蝕等獨特優勢越來越受到人們青睞。目前基于拉曼散射的分布式溫度傳感器(DTS)已被廣泛應用于提供實時全井筒的溫度監測。在拉曼DTS中，光脈沖入射到傳感光纖中，之后采集散射信號的返回時間和強度，以了解特定位置的溫度。溫度分辨率和空間分辨率可以分別達到0.1攝氏度和厘米量級。結合油井的地質及油藏流體信息，可以從測得的溫度信息中把有價值的信息提取出來。

傳感器采集到的原始溫度信息是隨空間-時間分布的。溫度的空間分布反映了井下溫度隨深度的變化過程，時間分布反映了溫度隨時間的變化過程。在穩態下，對于某一特定位置，時間分布應是平穩隨機過程。然而由于純二氧化硅光纖的高損耗以及存在于井下環境的非平穩噪聲和干擾，得到的信號在高頻和低頻均存在非平穩噪聲，屬于非平穩隨機過程。

在稠油熱采井環境下，傳統光纖中摻雜的鍺元素會與高濃度的含氫化合物反應以致永久損壞光纖。因此純二氧化硅光纖被廣泛應用于井下DTS中。然而此類光纖較傳統光纖損耗更大，使得傳感信號對于非平穩噪聲和干擾更加敏感。由于在穩態下溫度很難在小的空間和時間范圍內發生跳變，因此我們需要的是較低頻率的溫度變化趨勢。而非平穩噪聲和干擾在低頻和高頻均存在，因此會導致將儲層的溫度信息錯誤的解釋為蒸汽前沿或井下的突變點。在這種情況下，獨立應用傳統的信號降噪方法，例如低通濾波，中值濾波，小波分析以及灰色模型很難去除上述非平穩噪聲和干擾。

單獨利用各類傳統濾波方法，包括低通濾波、中值濾波、小波分析以及灰色模型。這些單獨的模型可以很好的應用在只含有平穩噪聲的環境下，因為上述模型的理論假設前提是信號為平穩隨機過程。由于稠油熱采井環境中存在很多非平穩隨機噪聲和干擾，上述方法從理論上說不再適用，簡單的獨立應用上述方法不能抑制噪聲中的非平穩成分，以致降噪后信號較有用信息失真。具體來說，低通濾波和中值濾波方法會濾除信號中的有用部分。單獨應用小波分析方法的具體過程和性能可參閱文獻【蔣奇，隋青關，″分布式光纖傳感油井高溫測試及其信號去噪研究″，《化工自動化及儀表》2007年第5期，54-56頁】，該方法的缺點在于不同部分時間域溫度信息序列的相關性未被考慮，即在時間范圍t₁至t_n的降噪后信息只利用了相同區間的原始信息而未考慮t1之前的歷史信息，然后不同部分原始溫度信息之間的相關性對于抑制偏離穩定趨勢的非平穩噪聲和干擾十分關鍵。單獨應用灰色模型方法的具體過程和性能可參閱文獻【和志明，陳智雍，″分布式光纖溫度測井及其信號濾波法的改進″，《石油儀器》，2010年10月，4-7頁】，該方法的缺點在于將整段時間域溫度信息序列建立一個灰色模型而忽略了不同段溫度信息之間的區別，易造成降噪后信息與有用溫度信息的偏差，這一缺點在上述文獻的圖4(實際溫度分布)和圖5(降噪后溫度分布)的比較中顯著的表現出來。

發明內容

本發明的目的是：提供一種抑制稠油熱采井溫度監測噪聲的方法，以抑制稠油熱采井下采集到的溫度信號中的非平穩隨機噪聲和干擾，提高溫度分布信噪比。

本發明采用的技術方案是：抑制稠油熱采井溫度監測噪聲的方法，包括：利用光纖分布式溫度傳感器實時采集稠油熱采井下溫度，得到原始空間-時間域溫度分布信息。

在空間域，采用小波多分辨率分析濾除原始空間-時間域溫度分布信息中的高頻噪聲，得到初步降噪后的空間-時間域溫度分布信息；在時間域，采用移動灰色模型去除該初步降噪后空間-時間域溫度分布信息的非平穩噪聲和干擾，并采用最小二乘法遞歸優化移動灰色模型中各個窗口的灰色模型參數，得到最終降噪后的空間-時間域溫度分布信息。得到的最終降噪后的空間-時間域溫度分布信息，用于恢復稠油熱采井內的地質參數及油藏流體信息，指導采油操作。

上述方案中，所述采用小波多分辨率分析濾除原始空間-時間域溫度分布信息中的高頻噪聲，得到初步降噪后的空間-時間域溫度分布信息，包括：