[发明专利]一种基于本征模态滤波的储层固有频率原位非接触式检测方法

权利要求书

1.一种基于模态滤波的储层固有频率非接触式检测方法，在已有的瞬态信号分析及固有频率测定研究基础上运用理论分析、模型构建与机器学习算法相结合的方法，对激励下非常规储层能量传播、岩体响应状态、高噪音背景下振动信号分析及基于最大相关系数法的模态滤波理论进行研究，通过将理论模型数值解、时频特性及振动信号特征相耦合的方式，得到非常规储层固有频率测定方法，具体测定流程如下：

(1)对目标储层施加外部激励，引起储层振动；

(2)将基于波动力学的应力波在非常规储层中的传递路径及能量传播模型数值解作为振动能量特征，用于频谱信号滤波特征参照；

(3)基于岩石力学与振动力学的理想状态下岩体固有频率ω_n：

式中，K_ni、δ_max、σ_n与m分别为初始法向刚度、最大闭合量、法向应力与质量；根据外部激励作用后储层状态响应模型数值解，可得理想状态下非常规储层岩体响应频率：

式中，ζ为阻尼系数，ω_e为无阻尼下自然频率，B为常数，i为虚数单位，j为虚数单位负数，t为时间；理想状态下固有频率ω_n与非常规储层岩体响应频率作为输入参照用于滤波算法；

(4)依据希尔伯特-黄变换理论(HHT)，对振动信号进行完备集成化经验模态分解，基于本征模态法获得若干子信号，并基于希尔伯特变换理论(HT)得到岩体响应子信号的边际谱；

(5)基于本征模态滤波理论，以边际谱中各分量的峭度及相关系数作为量化指标，将储层状态响应模型数值解作为参照输入，时频特性作为参照特征，获得不同激励条件下的固有频率测定算法；

(6)经过固有频率测定算法对岩体响应子信号的边际谱降噪滤波，获得非常规储层固有频率。

2.根据权利要求1所述的一种基于模态滤波的储层固有频率非接触式检测方法，其特征在于：所述步骤(2)、(3)中理论模型为应力波在非常规储层中的传递及能量损耗模型。

3.根据权利要求1所述的一种基于模态滤波的储层固有频率非接触式检测方法，其特征在于：数据采集与分析可与频谱共振发生装置相耦合，实现储层固有频率原位测量，更好地保证数据有效性与准确性。

4.根据权利要求1所述的一种基于模态滤波的储层固有频率非接触式检测方法，其特征在于：振动信号检测具有连续性，故该固有频率测定方法可实现实时监测，做到改变即测定。