Hilbert-Huang变换在油气检测和工程物探中的应用

希尔伯特-黄变换一种是针对非线性、非平稳信号的时频分析方法,该方法将信号分解为有限数量的固有模态函数,能清晰刻画信号的时频能量分布。研究将此方法应用于地震信号和浅层工程物探信号,分别做希尔伯特-黄变换,从而得到振幅-频率-时间的三维谱分布,进而提取信号的频率-能量切片和频率-相位切片,验证了希尔伯特-黄变换的时频域刻画能力,并得到了相应的结论。     

基于变分模态分解的地震随机噪声压制方法

针对经验模态分解（EMD）方法中递归迭代式筛选过程耗时过长、分解精度不高等问题,提出了基于频率域内全局自适应的变分模态分解（VMD）的地震随机噪声压制方法。与EMD类方法的迭代筛选模式不同,VMD方法的分解过程可转换至变分泛函最优求解过程,以每个带限窄带（BIMF）分量的估计带宽之和最小为约束,通过增广Lagrange目标函数将变分问题由约束性变为非约束性,采用交替方向乘子（ADMM）算法寻求变分泛函的最优解达到信号自适应分解的目的。ADMM中频率中心及带宽交替更新对偶上升,使两者同时达到最优趋势,并生成所有BIMF分量,具有更高的时间效率。同时,各模态分量在频谱上均具有带限特性,可实现信号频带的高分辨率、自适应剖分。实验结果表明,基于VMD的地震随机噪声压制方法具有优异噪声压制、幅值保持性能的同时,还具备较高的计算效率,可满足高维大尺度地震数据的处理要求。     

基于经验模态分解的Wigner-Ville时频分布

针对利用Wigner-Ville分布进行时频分析时受交叉项干扰的缺点,提出了基于经验模态分解的Wigner-Ville时频分布方法。首先通过经验模态分解使非平稳信号平稳化,将信号分解成为多个相互独立且具有简单频率成分的内蕴模式函数,然后对这些内蕴模式函数分别计算Wigner-Ville分布,最后重构原始信号的Wigner Ville分布。〖JP〗通过理论模型和实际地震信号分析验证了该方法在降低交叉项干扰、提高时频分析精度方面的有效性。     

基于平稳小波变换和经验模态分解的钻井液连续波联合去噪方案

随钻测量系统中钻井液正脉冲的数据传输速率较低,通过分析正脉冲实测数据的信号特性,并根据连续压力波信号的产生和传输过程,建立了具有高数据传输速率的钻井液连续压力波信号的数学模型.由于井口连续波信号中有用信号较弱,且噪声的低频部分与有用信号混杂在一起,正脉冲的小波处理方法无法去除低频噪声.为提取徽弱的连续波信号,首次将经验模态分解算法应用到钻井信号中,提出了一套基于平稳小波变换和经验模态分解的联合去噪方案,并设计出了详细的实现过程,该方案充分发挥了平稳小波的去噪优势和经验模态的分解优势,能够有效去除微弱连续波信号中混有的低频和高频噪声.通过仿真测试,发现该联合方案相对平稳小波具有更好的去噪效果和可靠性.     

经验模态分解法在测井层序界面识别中的应用

经验模态分解即EMD(Empirical Mode Decomposition)方法可以通过提取局部均值曲线,将复杂信号分解为一系列分量函数,很好地处理非平稳、非线性信号。针对地区优选多个反映地质构造和岩性的灵敏指标进行组合,再对组合指标进行EMD分解,研究分解后固有模态函数的相关性及物理意义,可以很好地划分地层和识别旋回,为测井层序界面识别提供了一种有效的信号处理手段。     

基于经验模态分解的f-x域面波压制方法

为了克服f-k滤波规则空间采样的限制和由于滤波窗口选取不当造成的有效信号损失或面波压制不完全的缺点,本文提出了基于经验模态分解(EMD)的f-x域面波压制的方法。经验模态分解可以自适应地按照频率由高到低将信号分解为不同的固有模态(IMF)分量,在空间方向上可以看作是波数由高到低排列,且IMF1分量主要表征高波数的数据。根据面波主要分布在低频高波数域的特性,在f-x域沿空间方向提取低频段数据进行EMD,舍弃分解得到的IMF1分量,就可以有效地压制面波。EMD对数据是否规则采样要求并不严格,这种方法也可以看作是自适应高切波数f-k滤波。模型及实际资料处理结果表明,这种方法较f-k滤波更能有效地压制面波并且保留有效信号。     

基于经验模态分解的属性优化方法

本文提出了一种基于经验模态分解的属性优化新方法,其具体步骤为:首先对某一种地震属性的各个列向量分别进行经验模态分解,得到各个列向量的固有模态分量组;其次分别对每一组固有模态分量的各个分量的权重进行归一化,并将前若干分量分别乘以相应的归一化权重系数后再线性相加得到新的列向量,进而构成优化后的属性矩阵;然后对其他几种参与优化的属性也实行前面两个步骤,分别得到相应的新的地震属性矩阵;最后将得到的新地震属性矩阵进行线性叠加,得到优化后的地震属性矩阵。将经验模态分解方法和主成分分析方法分别应用于相同的实际资料,试验证明前者在保证运行效率的情况下能用更少的主成分(固有模态分量)刻画出更多的原始属性信息,并且提高了原始属性剖面的分辨率。     

浊积体的低频伴影油气检测

低频伴影检测技术近年来在砂砾岩和礁滩相储集体油气预测中取得了很好的效果,但很少在浊积体系中应用。良好的时频分析方法是检测低频伴影的关键。为了研究低频伴影在浊积体中油气检测的可行性,运用广义S 变换进行瞬时谱分解,产生一系列的共频率数据体,通过检测不同频率振幅能量的差异,发现浊积扇体储集层下方振幅能量随频率增大而逐渐减弱至消失,即低频伴影。研究实例表明,低频伴影能够直接指示油气,在浊积扇体中仍然可以作为储集层预测和油气检测的有效方法。     

高分辨率处理方法在油气检测中的研究与应用

传统的静态子波褶积模型不符合地震波在地下的传播特征,通过S变换对地震信号进行时频分析,在时频域进行反褶积,压缩地震子波,提高地震记录分辨率,有效补偿深部地层吸收所引起的衰减,并识别薄层。对比反褶积前、后地震数据发现,反褶积处理后,目的层位更加清晰且能量集中。对反褶积前、后的地震记录进行相干属性提取,以识别目的层的断层发育情况,利用稀疏脉冲反演得到波阻抗来识别含油气层。     

基于经验模态分解字典的自适应匹配追踪谱分解方法及其在油气检测中的应用

利用地震信号的瞬时属性确定时频原子动态参数的扫描范围,获得的瞬时频率稳定性较差且存在负值。利用连续相位求取瞬时频率易受噪声影响,并存在频率异常值。为此,首次将经验模态分解（EMD）引入匹配追踪（MP）算法,提出了基于EMD字典的自适应MP谱分解方法。将EMD视为一种基于过完备时频字典的稀疏分解方法,在计算匹配原子主频的过程中,引进基于连续相位的阻尼最小二乘反演求解瞬时频率,并加入整形正则化算子对数据进行平滑处理,利用整形正则化平滑算子的阻尼最小二乘法有效避免了频率异常值,得到的瞬时频率曲线更平滑、真实,且更突显高频成分。将基于EMD字典的快速MP方法应用于储层含油气性预测,对比不同尺度瞬时谱剖面可以清楚地看到明显的低频阴影现象,且提高了分解效率,从而进一步验证了方法可行性。     

地震信息的谱分解技术及其应用

谱分解技术使常规地震资料达到理论分辨率。通过在频率域内对三维地震数据进行全频段扫描、成像, 改善和提高了地震资料对地质异常体的分辨能力。谱分解技术使地震资料解释人员能够在频率域内开展储层研究工作。目前，谱分解技术在复杂地质情况下的储层预测中得到全面推广。这一技术在塔里木盆地的储层预测中得到运用，特别是在河道沉积的预测中，取得了明显的地质效果。     

基于EMD和HT时频分析方法的滚动轴承故障诊断

针对滚动轴承故障信号的非线性非平稳特征,提出一种基于EMD和HT的时频分析方法。首先对滚动轴承振动信号进行经验模态分解,然后对分解后的固有模态函数分量作希尔波特变换,得到各分量的时频图,清晰直观地显示出信号的时频分布,从而比较方便地从混有背景信号和噪声的振动信号中提取轴承故障信息。通过现场应用,证明了该方法的有效性。     

城市燃气泄漏检测新方法及其应用

在城市燃气泄漏检测中,常用甲烷检测仪很容易受到CO、CO₂、H₂2O等气体和现场实际条件（如潮湿度、覆盖物和风向等）的干扰影响,导致误检和判断失效。为此,优选了利用红外吸收原理的光学甲烷检测仪替代传统可燃气体探测器,分析了光学甲烷检测仪的5个优点：①气体选择性好;②检测仪表不易受有害气体的影响而老化;③响应速度快,稳定性好;④防爆性好,信噪比高,使用寿命长,测量精度高;⑤应用范围广。为了提高燃气泄漏检测的精度和效率,还提出了车载式OMD^TM光学甲烷探测仪和便携式RMLD^TM激光甲烷遥距检测仪互补使用的燃气泄漏检测新方法,即在巡检过程中,若车载式OMD^TM光学甲烷探测仪出现报警,则用RMLD^TM在报警范围内进行遥测,确定泄漏源。该方法可有效排除沼气等其他可燃气体对泄漏检测的干扰影响,不仅能够覆盖城市的整个燃气管网,主动预防泄漏事故的发生,而且在泄漏抢险工作中,检测车能够迅速到达现场参与漏点查找工作,有助于尽快处理泄漏事故。现场实际应用效果表明,该燃气泄漏检测方法准确率较高,误报率低,响应速度快,符合现代城市燃气泄漏检测的需要。     

油气藏自然电位勘探原理及在开发中的应用

自然电位勘探是油气藏地球物理勘探的重要内容之一，研究的重要内容是自然极化机理。简要介绍油气藏氧化还原电位学说和自然电位非极化成因的长分子烃裂解学说。提出油气-水溶液和岩石-油气离子极化机理，产生极化电动势的条件前者主要是油气扩散运移、水溶液向下沉降以及还原梯度变化，后者主要是油气的扩散运移，建立了极化概念模型。油气藏存在极化电动势是共性，可以将整个油气藏、扩散带和扩散流动带作为场源，其极化电动势可用极化偶极模型描述。导出了基于极化偶极和电流观点的位场解析表达式。室内和野外模型实验以及不同模型的正演计算，证明了极化理论的正确性。在实验基础上，成功地将自然电位法用于在油田开发领域寻找高效区块，进行油田开发扩边。根据东北地区某油气藏地表自然电位异常大小、宽度、边部梯度等指标，结合其它地质资料，共预测65口开发井的开发效果，预测成功率为85％。图7参5（王君恒摘）     

快速气相色谱及其在石油勘探中的应用

该文在对Datalog综合录井系统快速气相色谱仪简介的基础上,探讨了快速气相色谱特点;通过实例分析阐述了快速气相色谱在现场应用过程中,对薄层分析、地质导向、电性对比和岩性描述几个方面的重要作用。快速气相色谱投入现场应用,拓展了气测录井服务的领域,为快速钻井条件下,及时识别油气层,指导安全优化钻井起到了进一步的保障作用。     

基于经验模态分解与小波阈值的MT信号去噪方法

针对低信噪比大地电磁数据的去噪问题,本文提出了-种基于经验模态分解的小波阈值去噪方法,并给出了方法原理和计算步骤;在与小波变换去噪效果对比的基础上,用仿真实验验证了方法的可靠性,并对安徽和内蒙某地实测数据进行了去噪处理。结果表明,本文提出的去噪方法是有效的,去噪后MT信号变得平稳,估算的响应曲线误差棒平均值减小,可为进-步的资料处理和地质解释提供保障。     

基于经验模态分解法的层序地层划分及对比研究

测井资料是地层信息的集合体,测井信号的奇异性一般反映了地层边界信息。经验模态分解能检测信号的奇异性。为此,针对目前层序地层划分及对比缺乏统一的标准及存在人为性和多解性等问题,提出了利用基于测井资料的经验模态分解法进行地层划分及对比。方法的基本原理是:①利用经验模态分解法对测井资料进行分解,得到不同频率成分的本征模态函数;②根据多级分解下的本征模态函数表现出的周期性振荡特征,将其与地质上划分的各级层序界面建立对应关系,即不同频率的周期对应不同规模的层序、各个频率段之间的突变点对应着层序界面,进而实现对各级层序的划分;③在各级层序格架控制下,进行等时地层对比。在长庆油田延长组的应用表明,该方法得到的结果比地质分层结果更精细,对比效果更好,为利用测井资料进行高分辨率层序地层研究提供了一种新的手段。     

基于谱分解的气藏识别技术与应用

 地震波传播穿过含油气砂岩时,高频能量发生明显衰减,研究地震波的这种衰减特征可以为油气检测提供有效信息。本文利用三类含气砂岩模型,针对完全弹性介质和盖层为弹性介质、储层为衰减介质两种情形,利用基于波动理论的反射率法分别正演模拟其相应的叠前地震记录,并利用广义S变换对模拟记录进行分频处理,分析不同频率时AVO特征。研究表明,弹性介质条件下AVO响应曲线不受频率影响;盖层为弹性介质、储层为衰减介质时不同频率的AVO响应曲线不同,随频率增加地震波衰减增大。据此对S油田实际资料进行分析,结果表明含气层表现出异常高衰减特性,利用谱分解技术可以有效预测气层的分布。