基于盲信号理论的微震监测数据信噪分离方法研究

发布时间：2017-06-23 21:09

  本文关键词：基于盲信号理论的微震监测数据信噪分离方法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：微地震监测技术是近二三十年从低渗透油气藏的注水压裂改造领域逐渐发展起来的一种新技术,它通过对人类生产活动引起的轻微震动进行观察和分析来评价生产活动带来的影响作用、效果及地下状况。该技术由于具有效率高和成本低的优势,因此在各领域中应用非常广泛。随着石油消耗总量的增加,对于低渗透油气田,为了增加产量进行注水压裂改造是达到增产的一种常用方法。在进行压裂时需要实时监测注水压裂时地层破裂产生的裂缝方位,形态和展布,对压裂效果做出符合实际情况的评价,从而适时调整井网的布置和压裂流程。微地震监测技术就是通过在邻井或者地面布置高灵敏度的检波器来实时监测压裂井在注水压裂时岩石破裂产生的微地震波,通过对接收到的微震记录进行反演即可得出压裂时裂缝生长的几何形态和空间分布。由于微震事件持续时间较短,振幅较小,微震信号能量较弱,频率较高,实际采集到的微震资料中一般包含有噪声干扰。因此在进行微震监测时很重要的一个步骤就是在对有效信号进行初至拾取前进行微地震资料的去噪处理,从而消除因为微震资料噪声干扰对微震监测反演结果的影响,实现对压裂效果和流程进行更好的指导。本文简要介绍了地震资料常用的几种去噪方法和基本原理,并归纳了在微震资料中的几类噪声干扰,并结合微震资料和噪声特点介绍了几种用于微震资料去噪的方法。目前针对微震资料某一方面的特征已经提出了一些微地震信噪分离方法,在实际微震资料去噪处理时的效果较好,但由于是针对微震资料某一方面的特点才适用,因此在应用时往往存在一些不足,实际生产中观测到的地面微震资料噪声复杂,一般包含有大量的随机噪声,因此微震资料信噪比往往较低。鉴于此,本课题研究和对比了一系列适合于地面微震资料的去噪方法,将盲源分离技术应用于微震资料去噪,目的是能够使用该方法在微震监测数据去噪上有所突破和创新。盲信号处理通常包括盲信号分离(盲源分离)、盲反卷积、盲辨识这三个方面的内容,本文主要探讨的是盲信号分离(盲源分离)的主要原理及数学模型,介绍了独立成分分析和几种常用的算法,并结合微震资料的特点建立去噪模型和目标函数,并编写程序对合成的微震数据和实际微震资料进行去噪处理。本文先通过模拟信号对独立成分分析几种常用算法进行仿真测试,取得了不错的分离效果,然后将独立成分分析运用到合成的微震记录和随机噪声混合得到的模拟观测信号,进行盲源分离去噪处理,分离结果表明独立成分分析可以应用于解决微地震资料的噪声消除,从而提高资料的信噪比。在将该方法运用到实际微震资料去噪处理时,发现分离效果并不理想,经过将微震信号和随机噪声混合模型与实际观测资料中的信号成分进行对比分析,得出有可能存在以下问题：相邻两级检波器接收微震记录中噪声不同,两级接受的有效信号也有可能存在差异,震源到达两级检波器存在时间延迟,井下检波器各分量角度不一致等问题。今后的研究工作应该放在这些问题的探讨上,尽可能考虑影响到分离效果的干扰因素,从而实现该方法在微地震监测资料去噪处理的应用。
【关键词】：微地震监测 盲源分离 独立成分分析 微震资料去噪
【学位授予单位】：长江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE357.6;P631.4
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 选题目的及意义10-11
• 1.2 盲源分离研究进程及现状11-12
• 1.3 本文主要的研究内容12-14
• 第二章 去噪方法综述14-28
• 2.1 地震资料常规去噪方法14-19
• 2.2 微地震噪声分类19-20
• 2.3 用于微震去噪方法20-28
• 第三章 盲信号理论的数学基础知识28-32
• 3.1 概率与统计基础28
• 3.2 信息论基础28-30
• 3.3 高阶统计量理论30-32
• 第四章 盲信号分离原理32-45
• 4.1 盲源分离基本理论32-36
• 4.2 盲源分离简介36-37
• 4.3 盲源分离的数学模型37-39
• 4.4 盲源分离的数据预处理39-40
• 4.5 目标函数的选取40-42
• 4.6 评价盲源分离效果的参数42-45
• 第五章 独立成分分析(ICA)45-60
• 5.1 独立成分分析简介45-46
• 5.2 独立成分分析几种常用算法46-60
• 第六章 盲源分离理论在微震资料处理中的应用60-70
• 6.1 微震资料特征60
• 6.2 微震资料去噪60-70
• 第七章 结论与认识70-71
• 致谢71-72
• 参考文献72-76
• 个人简介76-77

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  本文关键词：基于盲信号理论的微震监测数据信噪分离方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：476325