[發(fā)明專利]一種利用Lipschitz投影的微震信號(hào)濾波方法和系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010445175.9
• 申請(qǐng)日: 2020-05-23
• 公開（公告）號(hào): CN111679320A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翟明岳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東石油化工學(xué)院
• 主分類號(hào): G01V1/36
• 分類號(hào): G01V1/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明的實(shí)施例公開一種利用Lipschitz投影的微震信號(hào)濾波方法和系統(tǒng)，所述方法包括：步驟101獲取按時(shí)間順序采集的信號(hào)序列S；步驟102創(chuàng)建逼近矢量x并賦值；創(chuàng)建計(jì)數(shù)變量k并賦值；步驟103創(chuàng)建中間矢量υ并賦值；步驟104求取所述中間矢量υ的梯度值▽?duì)裕徊襟E105求取更新步長t_k并更新所述逼近矢量x。步驟106求取逼近誤差e；步驟107判斷所述逼近誤差e是否大于或等于預(yù)設(shè)閾值ε₀，得到第一判斷結(jié)果。如果所述第一判斷結(jié)果顯示所述逼近誤差e大于或等于所述預(yù)設(shè)閾值ε₀，則返回所述步驟105、所述步驟106和所述步驟107，所述計(jì)數(shù)變量k的值加1；直至所述第一判斷結(jié)果顯示所述逼近誤差e小于所述預(yù)設(shè)閾值ε₀；步驟108記錄濾除了噪聲的信號(hào)序列S_NEW。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種微震信號(hào)濾波方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

水力壓裂微震監(jiān)測(cè)技術(shù)是近年來在低滲透率儲(chǔ)層壓裂、油藏驅(qū)動(dòng)和水驅(qū)前緣等領(lǐng)域發(fā)展起來的一項(xiàng)重要新技術(shù)，也是頁巖氣開發(fā)的重要支撐技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)在鄰井中布置多級(jí)三分量檢波器排列，監(jiān)測(cè)壓裂井目的層段在水力壓裂過程中所產(chǎn)生的微震事件，反演微震事件求取震源位置等參數(shù)，從而描述水力壓裂過程中裂縫生長的幾何形狀及空間分布，實(shí)時(shí)提供水力壓裂產(chǎn)生裂縫的長度、高度、寬度及方位，實(shí)現(xiàn)頁巖氣的工業(yè)化開發(fā)。水力壓裂微震檢測(cè)是當(dāng)前頁巖氣開發(fā)領(lǐng)域科學(xué)研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。從社會(huì)和國家的需求角度考慮，開展微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方面的研究十分重要，具有重大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中重要的一項(xiàng)工作是微震事件的定位。定位精度是影響微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用效果的最為重要的因素，而微震事件定位的準(zhǔn)確程度則主要依賴于波動(dòng)初至(又可稱為初至)讀取的準(zhǔn)確性等有關(guān)因素。但問題是，初至拾取并不如想象中的那般簡單。受地面儀器采動(dòng)以及地質(zhì)構(gòu)造的影響，巖石破裂形式十分復(fù)雜，繼而產(chǎn)生各種形式和能量的微震波動(dòng)，其形式可多達(dá)幾十甚至上百種，不僅主頻、延時(shí)和能量等方面有差異，而且在初至位置附近的波形形態(tài)差異巨大，這種波形特征的不統(tǒng)一為初至拾取到來了很大困難。進(jìn)一步的研究還表明，微震震源機(jī)制也會(huì)影響初至點(diǎn)特征：硬巖剪切作用產(chǎn)生的微震波動(dòng)大多能量大、主頻較高、延時(shí)短以及最大峰值位置緊跟初始初至，這類波的初至點(diǎn)清晰、起跳延時(shí)短，拾取較為容易；但拉伸作用產(chǎn)生的微震波動(dòng)大多能量小、主頻低、延時(shí)長、起跳緩慢、能量分布較為均勻，這類波初至點(diǎn)處振幅較小，容易被干擾信號(hào)淹沒，初至點(diǎn)的特征表現(xiàn)不一致，初至拾取并不容易；而軟巖所產(chǎn)生的微震波動(dòng)，能量分布集中、初始初至點(diǎn)模糊、分界線不明顯，與硬巖有明顯的不同，初至拾取也較為困難。同時(shí)，根據(jù)國外的研究發(fā)現(xiàn)，由于P波速度大于S波速度，很多算法想當(dāng)然地認(rèn)為初至波為P波，但事實(shí)可能更為復(fù)雜：初至可能是P波，也可能是S波，甚至還有可能是異常點(diǎn)(outliers)。根據(jù)研究，41％的初至為S波，10％的初至是outliers造成的。這些都給初至拾取帶來了相當(dāng)大的難度。

除了初至點(diǎn)特征復(fù)雜外，初至拾取還面臨著另外一個(gè)更大的挑戰(zhàn)：微震記錄是海量數(shù)據(jù)。例如，2005年1月某試驗(yàn)區(qū)記錄了近1萬個(gè)微震事件。同時(shí)為了滿足生產(chǎn)需求，微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要一天24小時(shí)連續(xù)記錄。不但如此，這些數(shù)據(jù)中有很大一部分都是人類或者機(jī)械活動(dòng)所造成的噪聲和干擾，與微震無關(guān)。文獻(xiàn)更是將噪聲分為三種基本類型：高頻(200Hz)噪聲，由各種作業(yè)相關(guān)活動(dòng)造成；低頻噪聲(10Hz)，通常是由遠(yuǎn)離記錄地點(diǎn)的機(jī)器活動(dòng)造成，以及工業(yè)電流(50Hz)。除此之外，微震信號(hào)本身也并不純粹，例如我國學(xué)者竇林名教授等認(rèn)為微震信號(hào)包括多種信號(hào)。

因此，如何從海量數(shù)據(jù)中識(shí)別微震事件、拾取初至，是微震數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)。與此形成對(duì)比的是，生產(chǎn)上多采取人工方法，費(fèi)時(shí)費(fèi)力且精度與可靠性差，拾取質(zhì)量無法保證，也無法處理海量數(shù)據(jù)。初至自動(dòng)拾取是解決方法之一，微震波動(dòng)初至自動(dòng)拾取是微震監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵技術(shù)之一，也是實(shí)現(xiàn)微震震源自動(dòng)定位的技術(shù)難點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容