[發明專利]一種頻率域自適應偏振角計算方法及系統

有效

• 申請號: 201710942413.5
• 申請日: 2017-10-11
• 公開（公告）號: CN109655901B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 崔樹果
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油物探技術研究院
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 孫向民;廉莉莉

本發明提出一種頻率域自適應偏振角計算方法及系統，該方法包括：將每個檢波器的三個分量變換到頻率域U_ij(ω)；計算每個頻率的自適應閾值范圍；利用自適應閾值范圍識別異常頻率成份，確定頻率集合S_j；利用頻率集合S_j，通過相關目標函數計算偏振角。本發明相對于已有技術最大的創新點在于在頻率域中自適應計算偏振角，這種方法可以在頻率域中選擇品質高的頻率成份參與計算，提高偏振角計算的穩定性。

技術領域

本發明屬于微地震監測中一種偏振分析方法。具體地，涉及在頻率域中自適應選擇高品質頻率成份計算偏振角。

背景技術

近20年伴隨著非常規低滲透油氣藏的開采，水力壓裂技術已成為油氣田增產的一個主要措施。而微地震監測技術在水力壓裂過程中起到監測評估的作用。微地震監測技術的地球物理基礎是通過觀測、分析水力壓裂過程中所產生的微小地震事件來評估生產活動效果。井中監測方式是微地震監測方式中的一種重要手段，它是在壓裂井中進行水力壓裂施工，在臨近觀測井中布置多級檢波器排列進行微地震信號監測。

要實現對微地震事件的定位，偏振角計算是定位過程中必不可少的步驟。計算偏振角有許多種方法，例如矢端曲線能量準則法、協方差法、最大能量準則法。這些方法在信噪比高的情況效果都不錯。但是在微地震監測中有監測井距離壓裂井較近(約300～600米)，噪音比較強，再加上微地震事件的震級較低，造成了偏振角計算不穩定。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明給出了一種頻率域自適應偏振角計算方法。

根據本發明的一個方面，提供一種頻率域自適應偏振角計算方法，該方法包括：

將每個檢波器的三個分量變換到頻率域U_ij(ω)；

計算每個頻率的自適應閾值范圍；

利用自適應閾值范圍識別異常頻率成份，確定頻率集合S_j；

利用頻率集合S_j，通過相關目標函數計算偏振角。

進一步地，將每個檢波器的三個分量變換到頻率域中，記作U_ij(ω)＝|FFT(u_ij(t))|，

其中，i表示三個分量，取值1，2，3，分別對應兩個水平分量和垂直分量，j表示檢波器的序號1,…,N。

進一步地，設縱波的偏振角為則旋轉完成后切向分量u_T、徑向分量u_R和垂向分量u_Z為：

其中u_E、u_N為三分量檢波器的兩個水平分量，u_Z為三分量檢波器的垂向分量。

進一步地，計算每個頻率的自適應閾值范圍包括：

統計每個頻率成份的平均值：

統計每個頻率成份的方差：

進一步地，每個頻率的自適應閾值為：

Th(ω)＝E(ω)+σ(ω) (4)

進一步地，如果U_ij(ω)大于Th(ω)，則該頻率成份不屬于集合S_j；反之，則該頻率成份屬于集合S_j。

進一步地，在頻率域中相關目標函數為：