[發(fā)明專利]一種油井動(dòng)液面信號(hào)高精度提取方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110722401.8
• 申請(qǐng)日: 2021-06-28
• 公開（公告）號(hào): CN113389541B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉彥萍;張乃祿;高建申
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安石油大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B47/047
• 分類號(hào): E21B47/047;G06K9/00
• 代理公司: 西安研創(chuàng)天下知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61239
• 代理人: 梁寶龍

1.一種油井動(dòng)液面信號(hào)高精度提取方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟S1：對(duì)聲波法測(cè)油井的一組數(shù)據(jù)，讀取并繪制該數(shù)據(jù)的波形圖，橫坐標(biāo)為采樣點(diǎn)序號(hào)，縱坐標(biāo)為幅值，并初步確定含有動(dòng)液面信號(hào)的數(shù)據(jù)段；

步驟S2：對(duì)步驟S1確定的含有動(dòng)液面信號(hào)的數(shù)據(jù)段進(jìn)行同步擠壓小波變換，得到該數(shù)據(jù)段的高分辨率時(shí)頻分布；

步驟S3：在步驟S2獲得的高分辨率時(shí)頻分布中觀察動(dòng)液面信號(hào)的時(shí)頻分布區(qū)域，通過(guò)頻域帶通濾波以及確定該區(qū)域的橫坐標(biāo)范圍，將動(dòng)液面信號(hào)的高分辨率時(shí)頻分布區(qū)域摳取出來(lái)；

步驟S4：對(duì)步驟S3摳取出的動(dòng)液面信號(hào)高分辨率時(shí)頻分布做同步擠壓重構(gòu)，從而得到濾波后的動(dòng)液面信號(hào)；

步驟S5：在步驟S4所得濾波后的動(dòng)液面信號(hào)波形中定位波形開始大幅突變的點(diǎn)，該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)即為采樣點(diǎn)序號(hào)，再結(jié)合采樣頻率算出動(dòng)液面信號(hào)出現(xiàn)的時(shí)刻點(diǎn)；

所述步驟S2中對(duì)含有動(dòng)液面信號(hào)的數(shù)據(jù)段進(jìn)行同步擠壓小波變換，具體步驟包括：

步驟S21：建立含有油井動(dòng)液面信號(hào)的數(shù)據(jù)段的數(shù)學(xué)表達(dá)式；

步驟S22：對(duì)步驟S21建立的數(shù)學(xué)表達(dá)式進(jìn)行連續(xù)小波變換；

步驟S23：對(duì)步驟S22中連續(xù)小波變換后的結(jié)果進(jìn)行同步擠壓時(shí)頻重排；

所述步驟S21建立含有油井動(dòng)液面信號(hào)的數(shù)據(jù)段的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

s(t)＝x(t)+n(t)；

其中，s(t)表示含有動(dòng)液面信號(hào)的數(shù)據(jù)段，x(t)為待估計(jì)的動(dòng)液面信號(hào)，n(t)為加性噪聲或其他無(wú)效信號(hào)；

所述步驟S22對(duì)步驟S21建立的s(t)進(jìn)行連續(xù)小波變換，具體步驟為：

其中，a為尺度因子，b為平移因子，ψ為小波基函數(shù)，*表示復(fù)共軛；設(shè)信號(hào)s(t)的模為A，則W_s(a,b)的頻域表達(dá)式寫為：

即計(jì)算出任意一個(gè)時(shí)間—尺度點(diǎn)(a,b)所對(duì)應(yīng)的頻譜值W_s(a,b)，其中，ξ、ω₀為角頻率；

如果W_s(a,b)≠0，那么此處對(duì)應(yīng)的候選瞬時(shí)頻率為：

所述步驟S23同步擠壓時(shí)頻重排的具體步驟為：由步驟S22中的公式可知，與時(shí)間—尺度點(diǎn)(a,b)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)頻率為ω_s(a,b)，假設(shè)信號(hào)的采樣頻率為cf，步驟S22中連續(xù)小波變換時(shí)所取尺度的個(gè)數(shù)為N，定義一組離散的頻率值為ω_l＝l*cf/N,l∈[1,N]，以每個(gè)ω_l為中心，凡是與ω_l之間的距離小于Δω＝ω_l-ω_l-1的候選瞬時(shí)頻率所對(duì)應(yīng)的小波系數(shù)，都會(huì)被相加到一起，并保存到ω_l處；

根據(jù)步驟S22和S23，含有動(dòng)液面信號(hào)的數(shù)據(jù)段的同步擠壓小波變換為：

式中，T_s(ω_l,b)為擠壓重排后的時(shí)頻表示，即高分辨率時(shí)頻表示，a_k為離散的尺度因子，且Δa_k＝a_k-a_k-1，b為平移因子；

所述步驟S4中對(duì)摳取出的動(dòng)液面信號(hào)高分辨率時(shí)頻分布做同步擠壓重構(gòu)，從而得到濾波后的動(dòng)液面信號(hào)，重構(gòu)公式如下：

式中，是一個(gè)常數(shù)且需根據(jù)所選的小波基函數(shù)而定，Re為取實(shí)部符號(hào)，T_s′(ω_l,b)為摳取出的動(dòng)液面信號(hào)高分辨率時(shí)頻分布，ξ為角頻率，即為重構(gòu)出的動(dòng)液面信號(hào)，所述是步驟S21中x(t)的估計(jì)，即從s(t)中濾除了n(t)所得的信號(hào)；

在所述步驟S5中，對(duì)步驟S4所得的濾波后的動(dòng)液面信號(hào)波形中開始大幅突變的點(diǎn)進(jìn)行定位，該點(diǎn)的橫坐標(biāo)即為采樣點(diǎn)序號(hào)，設(shè)此采樣點(diǎn)序號(hào)為M，所述步驟S23中設(shè)信號(hào)的采樣頻率為cf，那么動(dòng)液面信號(hào)波形開始大幅突變的時(shí)刻點(diǎn)為t＝M/cf，這個(gè)時(shí)刻點(diǎn)就是動(dòng)液面信號(hào)開始出現(xiàn)的時(shí)刻點(diǎn)。