[发明专利]一种基于可信度分析的泥浆信号识别方法

说明书

本发明公布了一种新的基于可信度分析的泥浆脉冲信号识别方法，其特征在于包括以下步骤：步骤S1：将随钻测量信息以泥浆脉冲信号的方式传递到地面，通过立管压力传感器采集脉冲信号作为输入；步骤S2：对输入信号进行预处理，根据信号上升沿和下降沿的基本特性，确定一个脉宽单位的时间段以及这段时间内的初始待检测的信号；步骤S3：制定特征标准初步衡量S2中输出的待检测信号是否为真实信号；步骤S4：使用两组不同的权值计算S3中筛选过后的信号与标准泥浆脉冲信号的相似度；步骤S5：比较两种不同权值计算的信号相似度，选择一个合理值作为可信度门限值从而确定最终的真实信号。

技术领域

本发明涉及一种泥浆信号识别方法，属于随钻数据处理技术领域，具体地说是一种新型的基于可信度分析的泥浆信号识别方法。

背景技术

随钻测量已经成为目前复杂油气藏开发的重要手段。其基本原理是在钻进过程中利用传感器实时测量近钻头的工程参数与地质信息，通过井下数据传输技术将这些信息传输到地面，经过分析和处理，用于地质导向和储层评价。随着该技术应用的深入，一方面井下测量采集的数据种类越来越多，对数据的准确性要求越来越高，另一方面对数据传输的可靠性和传输速度提出了更高的要求。数据传输是随钻测量研究的一个重点。

泥浆脉冲信号传输方式是目前随钻数据传输方式中应用最为普遍的。该方式是将随钻测量信息以泥浆脉冲信号的方式传递到地面，地面系统通过立管压力传感器来采集脉冲信号，然后将采集还原之后的含噪信号进行信号识别、解码并实时显示。该技术的优点是：技术成熟容易实现，且成本低不受场地条件限制。但缺点也很明显，泥浆脉冲信号在钻柱内的传输会受到现场各种条件的影响。首先，脉冲信号在传输过程中会随着传输距离的增加而大幅度衰减。其次，脉冲信号传输过程中会掺杂大量的噪声信号，这些噪声信号主要是由于井下各种机械振动或者震动引起的。此外，泥浆材质的选择也会直接影响脉冲信号的传输。而在实际钻井工程中，井下复杂环境的影响和钻进过程中泵压的变化也会导致的脉冲信号的变化。一旦地面系统无法检测到有效脉冲信号或者解码错误，会导致定向工程师不能正确判断井下实时工况。因此，研究如何从无规律的强噪声背景下检测出有用的脉冲信号，提高泥浆脉冲传输脉冲信号的信噪比，是泥浆脉冲传输技术的关键。新技术的发展以及多领域技术的融合，为有效降低泥浆脉冲信号识别的误码率，保证测量工作的准确和可靠提供了重要的技术支撑。

例如文献1：涂兵,李德胜,林恩怀.基于聚类算法的MWD泥浆脉冲信号识别研究[J].传感技术学报,2012,25(8):1172-1176.中对3比特周期内的泥浆脉冲波形提取形状特征，并对其进行二进制编码000～111作为16种参考模型，提取待识别泥浆脉冲信号和模型信号的特征向量，分别计算其特征向量的欧式距离、具有二特征的夹角余弦以及具有二特征的测度T值作为识别指标，选取具有最优指标的模型作为最终的识别信号。

文献2：李宏,方世辉,李族,等.泥浆脉冲信号的小波检测方法研究及应用[J].长江大学学报(自科版),2010,7(1):68-71.中使用小波分析法在时域和频域中同时对信号进行分析，在不同的分解层上有效地区分待测信号的突变部分和噪声部分，从而消除噪声信号的干扰提取出有用信号。

文献3：李传伟,杨亮,祝环芬,等.一种泥浆脉冲信号识别方法[J].测井技术,2013,37(2):187-190.中通过求取信号幅度的一次差分和差分结果的二次差分在信号中寻找出极值点，其次根据脉冲信号宽度特征以及约束条件从极值点中筛选出波峰，并利用阈值判断出有效上升沿，最后采取滑动窗口内面积最大原则确定脉冲所在位置；

专利CN201610784194公布了一种基于最优小波包分解树的随钻泥浆脉冲信号降噪方法。该方法首先对泥浆脉冲信号进行小波包分解，获得小波包完全分解树，之后选择信息代价函数计算每一个树枝结点处的熵值从而构建出一颗最小的小波包分解树，最后通过对小波包系数的阈值量化对信号进行重构，重构后的信号就是去除噪声信号后的可用泥浆脉冲信号。

发明内容