[发明专利]抑制稠油热采井温度监测噪声的方法

说明书

技术领域

本发明涉及油井温度监测技术领域，尤其涉及一种抑制稠油热采井温度监测噪声的方法。

背景技术

在油田勘探开发生产中，井温测试信息始终扮演着重要角色，特别是在稠油油藏开发动态监测中，需要对地层温度的变化进行长期实时的监测，从而在时间和空间上对蒸汽腔的形成过程、发育程度以及蒸汽前缘的位置进行连续监测。井温测井仪器测量精度的提高关键在于解决温度漂移问题，而这些问题的解决依赖于传感器的选择。在众多的传感器中，光纤传感器以其具有体积小、不含电子设备、信号传输快、抗电磁干扰、抗腐蚀等独特优势越来越受到人们青睐。目前基于拉曼散射的分布式温度传感器(DTS)已被广泛应用于提供实时全井筒的温度监测。在拉曼DTS中，光脉冲入射到传感光纤中，之后采集散射信号的返回时间和强度，以了解特定位置的温度。温度分辨率和空间分辨率可以分别达到0.1摄氏度和厘米量级。结合油井的地质及油藏流体信息，可以从测得的温度信息中把有价值的信息提取出来。

传感器采集到的原始温度信息是随空间-时间分布的。温度的空间分布反映了井下温度随深度的变化过程，时间分布反映了温度随时间的变化过程。在稳态下，对于某一特定位置，时间分布应是平稳随机过程。然而由于纯二氧化硅光纤的高损耗以及存在于井下环境的非平稳噪声和干扰，得到的信号在高频和低频均存在非平稳噪声，属于非平稳随机过程。

在稠油热采井环境下，传统光纤中掺杂的锗元素会与高浓度的含氢化合物反应以致永久损坏光纤。因此纯二氧化硅光纤被广泛应用于井下DTS中。然而此类光纤较传统光纤损耗更大，使得传感信号对于非平稳噪声和干扰更加敏感。由于在稳态下温度很难在小的空间和时间范围内发生跳变，因此我们需要的是较低频率的温度变化趋势。而非平稳噪声和干扰在低频和高频均存在，因此会导致将储层的温度信息错误的解释为蒸汽前沿或井下的突变点。在这种情况下，独立应用传统的信号降噪方法，例如低通滤波，中值滤波，小波分析以及灰色模型很难去除上述非平稳噪声和干扰。

单独利用各类传统滤波方法，包括低通滤波、中值滤波、小波分析以及灰色模型。这些单独的模型可以很好的应用在只含有平稳噪声的环境下，因为上述模型的理论假设前提是信号为平稳随机过程。由于稠油热采井环境中存在很多非平稳随机噪声和干扰，上述方法从理论上说不再适用，简单的独立应用上述方法不能抑制噪声中的非平稳成分，以致降噪后信号较有用信息失真。具体来说，低通滤波和中值滤波方法会滤除信号中的有用部分。单独应用小波分析方法的具体过程和性能可参阅文献【蒋奇，隋青关，″分布式光纤传感油井高温测试及其信号去噪研究″，《化工自动化及仪表》2007年第5期，54-56页】，该方法的缺点在于不同部分时间域温度信息序列的相关性未被考虑，即在时间范围t₁至t_n的降噪后信息只利用了相同区间的原始信息而未考虑t1之前的历史信息，然后不同部分原始温度信息之间的相关性对于抑制偏离稳定趋势的非平稳噪声和干扰十分关键。单独应用灰色模型方法的具体过程和性能可参阅文献【和志明，陈智雍，″分布式光纤温度测井及其信号滤波法的改进″，《石油仪器》，2010年10月，4-7页】，该方法的缺点在于将整段时间域温度信息序列建立一个灰色模型而忽略了不同段温度信息之间的区别，易造成降噪后信息与有用温度信息的偏差，这一缺点在上述文献的图4(实际温度分布)和图5(降噪后温度分布)的比较中显著的表现出来。

发明内容

本发明的目的是：提供一种抑制稠油热采井温度监测噪声的方法，以抑制稠油热采井下采集到的温度信号中的非平稳随机噪声和干扰，提高温度分布信噪比。

本发明采用的技术方案是：抑制稠油热采井温度监测噪声的方法，包括：利用光纤分布式温度传感器实时采集稠油热采井下温度，得到原始空间-时间域温度分布信息。

在空间域，采用小波多分辨率分析滤除原始空间-时间域温度分布信息中的高频噪声，得到初步降噪后的空间-时间域温度分布信息；在时间域，采用移动灰色模型去除该初步降噪后空间-时间域温度分布信息的非平稳噪声和干扰，并采用最小二乘法递归优化移动灰色模型中各个窗口的灰色模型参数，得到最终降噪后的空间-时间域温度分布信息。得到的最终降噪后的空间-时间域温度分布信息，用于恢复稠油热采井内的地质参数及油藏流体信息，指导采油操作。

上述方案中，所述采用小波多分辨率分析滤除原始空间-时间域温度分布信息中的高频噪声，得到初步降噪后的空间-时间域温度分布信息，包括：