[發明專利]一種油井動液面信號高精度提取方法

有效

• 申請號: 202110722401.8
• 申請日: 2021-06-28
• 公開（公告）號: CN113389541B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 劉彥萍;張乃祿;高建申
• 申請（專利權）人: 西安石油大學
• 主分類號: E21B47/047
• 分類號: E21B47/047;G06K9/00
• 代理公司: 西安研創天下知識產權代理事務所(普通合伙) 61239
• 代理人: 梁寶龍

本發明為一種油井動液面信號高精度提取方法，包括以下步驟：步驟S1：對聲波法測油井的一組數據，初步確定含有動液面信號的數據段；步驟S2：對含有動液面信號的數據段進行同步擠壓小波變換，得到該數據段的高分辨率時頻分布；步驟S3：在此高分辨率時頻平面上觀察動液面信號的時頻分布區域，并將其摳取出來；步驟S4：對摳取出的高分辨率時頻分布做同步擠壓重構，得到濾波后的動液面信號；步驟S5：定位動液面信號波形開始大幅突變的點，再根據采樣頻率算出動液面信號出現的時刻點。本發明采用同步擠壓小波時頻變換及其重構過程，能夠有效提取出動液面信號，然后確定其波形中大幅突變的點的橫坐標，結合采樣頻率可準確獲取動液面信號出現的時刻點。

技術領域

本發明涉及測井信號處理技術領域，具體為一種油井動液面信號高精度提取方法。

背景技術

油田開發與生產中，油井動液面是油田開發動態分析中常用的一項重要資料，反映油井的工作狀況和油層的供液能力，對確定油井合理的生產制度具有重要意義。能否準確獲得動液面反射信號開始出現的時刻點，決定著動液面深度的計算是否準確。

目前，處理動液面信號的濾波方法有小波濾波、譜減法濾波、形態濾波等，它們都能夠有效地識別提取出動液面信號，但也都存在各自的缺點。小波變換的時頻分辨率存在較大的局限性，易造成時頻模糊現象，且對于較高頻信號會逐漸表現出不穩定性。基于該變換的濾波雖是較為普遍的一種濾波方法，但因其自身的局限性所能達到的濾波精度也很有限。在處理動液面信號時，根據所選取的小波基、分解層數、閾值類型等參數的不同，所得到的濾波結果也有所不同。譜減法濾波是一種在頻域上處理信號的方法，它需先對含噪信號的噪聲譜做出估計，然后從整個信號的頻譜中減去估計出的噪聲譜即可得到去噪后的信號頻譜，最后對該頻譜做傅里葉反變換即可得到濾波后的信號。但由于該方法對噪聲譜的估計不夠準確，所得到的信號比較粗糙，因此對動液面信號的識別與提取效果并不是很理想。形態濾波方法雖然能夠很好地捕捉動液面信號的形態特征，但其消噪能力有限，提取出的動液面信號波形不夠光滑，從而對準確識別動液面信號出現的時刻點造成一定的影響。

還有一些學者從現有的機器學習算法、進化算法、示功圖和人工智能等角度出發，提出動液面信號的檢測方法，如基于即時學習算法、魚群算法、示功圖及神經網絡等算法的方法。這些方法都需根據一定的算法規則，如建立訓練模型、跟蹤軌跡，確立參考零點等，存在較大的計算復雜度。綜合考慮動液面信號現有處理方法的優缺點，旨在尋找一種精度更高且效率更高的方法來識別提取動液面信號，進而確定其出現的時刻點。

時頻分析方法是近年來處理非平穩信號的有力工具，已經被廣泛應用于多個領域并且取得了矚目的成果，但由于各個方法本身存在的局限性，對于高精度信號處理的要求還存在一定的距離。因此，需要不斷發展性能更優的時頻濾波方法應用于各領域，逐步達到更高一層的信號處理精度。本文采用基于同步擠壓小波變換的時頻濾波方法對聲波法測油井中的動液面信號進行濾波提取。該時頻方法通過將小波變換后的結果在時頻域內進行擠壓重排，從而可使信號的瞬時頻率更接近于真實頻率且瞬時頻率曲線更精細易于識別。由于該方法在時頻聚集度及分辨率方面較之于傳統時頻變換具有顯著的優越性，因此也將會在動液面信號提取方面取得更優的效果。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種基于同步擠壓小波變換的油井動液面信號高精度提取方法，解決上述背景技術提到的問題。該方法能夠高精度、高效率地識別提取動液面信號，從而能夠根據其波形圖確定該信號波形開始大幅突變的點的橫坐標，再結合采樣頻率即可準確獲得該信號開始出現的時刻點。

為了實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：

一種油井動液面信號高精度提取方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟S1：對聲波法測油井的一組數據，讀取并繪制該數據的波形圖，橫坐標為采樣點序號，縱坐標為幅值，并初步確定含有動液面信號的數據段；

步驟S2：對步驟S1確定的含有動液面信號的數據段進行同步擠壓小波變換，得到該數據段的高分辨率時頻分布；