压裂停泵水击压力波信号滤波方法与特征分析

来源：石油科学通报杂志2021年第1期北京时间：

作者：胡晓东；周福建；李宇娇；丘阳；李卓龙

单位：中国石油大学(北京)非常规油气科学技术研究院,北京 102249

摘要：水击压力诊断是近年来兴起的压裂诊断技术,具有实时性强、成本低等优点,潜力巨大.该技术通过对停泵形成的压力波进行频谱分析,确定裂缝处压力波动传至井口的响应时间,然后乘以波速求得裂缝位置,实现裂缝识别.在压裂停泵过程中,由于管线震动、裂缝开启等各种井底波动事件,实际采集的水击压力波信号会包含有大量的随机噪声、固定频率噪声,大量噪声的存在会对压裂停泵频谱分析、确定响应时间产生强烈的干扰,影响分析的准确度.通过合理的滤波方式去掉停泵过程中存在的各种随机噪声、固定频率噪声,提高信噪比,是水击压力波诊断技术的关键问题.本文分析了压裂停泵水击压力波信号的特征,分别研究了在纯净水击信号中添加随机噪声、与模拟信号频率不相近的固定频率噪声以及频率相近的固定频率噪声后信号的特点,并以滤波信噪比的提高和倒谱效果为指标,进行了叠加平均法、FIR低通滤波法、自适应滤波法以及自适应噪声对消方法的原理分析及滤波效果的比较.在本文中,经理论分析和仿真验证,叠加平均法可以滤除随机噪声,且随着叠加次数的增大,叠加后信号的信噪比提高程度会逐渐变缓;自适应噪声对消方法对于固定频率噪声滤波效果最好,其信噪比提高最大且倒谱识别效果最好.该研究可以为压裂作业中信号的滤波提供指导.

关键词：倒谱分析,叠加平均滤波,FIR低通滤波,自适应滤波,自适应噪声对消