[發明專利]一種利用高斯拉普拉斯融合梯度的微震事件檢測方法和系統

在審

• 申請號: 202011066844.8
• 申請日: 2020-10-03
• 公開（公告）號: CN112162319A
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 翟明岳
• 申請（專利權）人: 廣東石油化工學院
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種利用高斯拉普拉斯融合梯度的微震事件檢測方法，其特征在于，包括：

步驟101獲取按時間順序采集的信號序列S；

步驟102生成循環延遲信號矩陣，具體為：

其中：

s_n：所述信號序列S的第n個元素

N：所述信號序列S的長度

n：元素下標，取值范圍為n＝1,2,···,N；

步驟103生成第K個窗口的循環延遲子矩陣J^K,具體為：

其中：

d_K-1,K-1：所述循環延遲矩陣D的第K-1行第K-1列元素

d_K,K-1：所述循環延遲矩陣D的第K行第K-1列元素

d_K+1,K-1：所述循環延遲矩陣D的第K+1行第K-1列元素

d_K-1,K+1：所述循環延遲矩陣D的第K-1行第K+1列元素

d_K,K+1：所述循環延遲矩陣D的第K行第K+1列元素

d_K+1,K+1：所述循環延遲矩陣D的第K+1行第K+1列元素

d_K-1,K：所述循環延遲矩陣D的第K-1行第K列元素

d_K+1,K：所述循環延遲矩陣D的第K+1行第K列元素

d_K,K：所述循環延遲矩陣D的第K行第K列元素

如果K-11，則K-1置為K

如果K+1N，則K+1置為N；

K為窗口序號，取值范圍為K＝1,2,···,N；

步驟104對所述第K個窗口的循環延遲子矩陣J^K進行濾波運算，具體為：

其中，

y_K：濾除噪聲后的第K個窗口數據

所述循環延遲子矩陣J^K的第i行第j列元素

濾波因子

σ：所述信號序列S的均方差

T：所述信號序列S的采樣間隔；

步驟105求取所述第K個窗口的高斯拉普拉斯融合梯度值H_K，具體為：

H_K＝||YG||_F

其中：

循環矩陣

G＝G₁+G₂：梯度矩陣

線性梯度矩陣

高斯拉普拉斯融合梯度矩陣

所述高斯拉普拉斯融合梯度矩陣G₂的第i行第j列元素

i＝1,2,···,5：行序號

j＝1,2,···,5：列序號

||YG||_F：矩陣YG的Frobenus范數；

步驟106求取微震事件判斷閾值ε₀，具體為：

步驟107檢測微震事件，具體為：如果第K個窗口的高斯拉普拉斯融合梯度值H_K滿足判斷條件|H_K|≥ε₀，則在所述信號序列S的第K點處，檢測到微震事件；否則，未檢測到微震事件。

2.一種利用高斯拉普拉斯融合梯度的微震事件檢測系統，其特征在于，包括：

模塊201獲取按時間順序采集的信號序列S；

模塊202生成循環延遲信號矩陣，具體為：

其中：

s_n：所述信號序列S的第n個元素

N：所述信號序列S的長度

n：元素下標，取值范圍為n＝1,2,···,N；

模塊203生成第K個窗口的循環延遲子矩陣J^K,具體為：

其中：

d_K-1,K-1：所述循環延遲矩陣D的第K-1行第K-1列元素

d_K,K-1：所述循環延遲矩陣D的第K行第K-1列元素

d_K+1,K-1：所述循環延遲矩陣D的第K+1行第K-1列元素

d_K-1,K+1：所述循環延遲矩陣D的第K-1行第K+1列元素

d_K,K+1：所述循環延遲矩陣D的第K行第K+1列元素

d_K+1,K+1：所述循環延遲矩陣D的第K+1行第K+1列元素

d_K-1,K：所述循環延遲矩陣D的第K-1行第K列元素

d_K+1,K：所述循環延遲矩陣D的第K+1行第K列元素

d_K,K：所述循環延遲矩陣D的第K行第K列元素

如果K-11，則K-1置為K

如果K+1N，則K+1置為N；

K為窗口序號，取值范圍為K＝1,2,···,N；

模塊204對所述第K個窗口的循環延遲子矩陣J^K進行濾波運算，具體為：

其中，

y_K：濾除噪聲后的第K個窗口數據

所述循環延遲子矩陣J^K的第i行第j列元素

濾波因子

σ：所述信號序列S的均方差

T：所述信號序列S的采樣間隔；

模塊205求取所述第K個窗口的高斯拉普拉斯融合梯度值H_K，具體為：

H_K＝||YG||_F

其中：

循環矩陣

G＝G₁+G₂：梯度矩陣

線性梯度矩陣

高斯拉普拉斯融合梯度矩陣

所述高斯拉普拉斯融合梯度矩陣G₂的第i行第j列元素

i＝1,2,···,5：行序號

j＝1,2,···,5：列序號

||YG||_F：矩陣YG的Frobenus范數；

模塊206求取微震事件判斷閾值ε₀，具體為：

模塊207檢測微震事件，具體為：如果第K個窗口的高斯拉普拉斯融合梯度值H_K滿足判斷條件|H_K|≥ε₀，則在所述信號序列S的第K點處，檢測到微震事件；否則，未檢測到微震事件。