CN112433256A - 一种瞬变电磁测井数据的频率域处理方法 - Google Patents

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Abstract

一种瞬变电磁测井数据的频率域处理方法，根据发射的最大频率确定接收信号的频率范围，根据具体的要求的频率设计高通滤波器，最终去除含无用信号较高的低频段信号，有利于进一步分析地层电导率信息；接收线圈的信号中包含一次场信号（无用信号）和二次场信号，低频段中的无用信号比例较大，常规的方法没有对不同频段进行解耦分析，无法克服无用信号对分析接收波形的影响；本发运用不同窗函数设计，根据不同需求设计了不同的FIR高通滤波器对接收波形进行滤波，从滤波后的频谱和时域波形进行分析，取得了良好的效果，有利于后面进一步挖掘地层电导率的信息。

Description

一种瞬变电磁测井数据的频率域处理方法
技术领域
本发明属于石油工程中的电磁测井资料处理技术领域，具体涉及一种瞬变电磁测井数据的频率域处理方法。
背景技术
对于当前石油的探测和开发来说，测井是评定油气层一个非常重要的手段。测井技术方面，瞬变电磁勘探测井理论与仪器水平发展的同时，瞬变电磁勘探测井信号的处理技术也在不断的发展。瞬变电磁测井技术是借鉴物探的方法并且在感应测井基础上发展和完善而来，具有发射波信号频带宽、频谱信息丰富、一次激发便可覆盖探测所需的频段等优点，为测井提供了新的途径。
瞬变电磁接收信号中包含一次场（线圈直接耦合的无用信号）和二次场信号（包含地层电导率信息的有用信号），由于一次场和发射信号的频率成正比，二次场和发射信号频率的平方成正比，所以低频段的一次场比重比较大，而以往的技术并没有对不同频段的接收信号进行解耦分析。
发明内容
针对现有技术存在的问题，发明一种瞬变电磁测井数据的频率域处理方法，根据发射的最大频率确定接收信号的频率范围，根据具体的要求的频率设计高通滤波器，最终去除含无用信号较高的低频段信号，有利于进一步分析地层电导率信息。
一种瞬变电磁测井数据的频率域处理方法，具体方法为：
步骤一，瞬变电磁测井采用阶跃信号激发，发射信号频段丰富，各个频段都有接收信号，接收线圈感应电动势U包含一次场
Figure 215812DEST_PATH_IMAGE001
和二次场
Figure 947531DEST_PATH_IMAGE002
的信息，通过傅里叶变换（fft）得到接收信号的频谱，并且通过频谱分析无用信号大的频段；
Figure DEST_PATH_IMAGE003
步骤二，根据对频段的需求，选取合适的窗函数，设计FIR高通滤波器，用于消除包含大量无用信号的低频段接收信号；
步骤三，运用设计好的FIR高通滤波器对接收信号进行滤波，得到滤波后的接收波形的频谱，进行频谱分析；
步骤四，将不同窗函数的带FIR高通滤波器滤波的结果对比，优化滤波的结果；
步骤五，将步骤一、二、三、四执行完后得到滤波后的时域波形，消除了无用信号较高的低频段波形。
本发明是一种瞬变电磁测井数据的频率域处理方法，根据对频段不同的需求选取合适的窗函数，并且设计FIR高通滤波器；用设计好的高通滤波器对接收信号波形进行滤波，得到滤波后的频谱；对比不同窗函数的滤波结果，选取理想的结果，并得到滤波后的接收波形时域图，用于地层电导率的分析。
与现有技术相比,本发明的技术方案所带来的有益效果是：
（1）接收线圈的信号中包含一次场信号（无用信号）和二次场信号，低频段中的无用信号比例较大，常规的方法没有对不同频段进行解耦分析，无法克服无用信号对分析接收波形的影响；
（2）本发运用不同窗函数设计，根据不同需求设计了不同的FIR高通滤波器对接收波形进行滤波，从滤波后的频谱和时域波形进行分析，取得了良好的效果，有利于后面进一步挖掘地层电导率的信息。
附图说明
图 1 是本发明的设计流程图；
图 2 是瞬变电磁测井接收信号滤波前时域图；
图 3 是瞬变电磁测井接收信号滤波前频谱；
图 4 是矩形窗滤波器的增益图；
图 5是汉宁窗滤波器的增益图；
图 6 是矩形窗的FIR高通滤波器对接收信号滤波后的频谱；
图 7 是汉宁窗的FIR高通滤波器对接收信号滤波后的频谱；
图 8 是矩形窗的FIR高通滤波器对接收信号滤波后的时域图；
图 9是汉宁窗的FIR高通滤波器对接收信号滤波后的时域图。
具体实施方式
下面结合附图和具体数据处理的实例对本发明作进一步说明，但本发明所要保护的范围并不限于此。
本发明的关键在运用不同的窗函数设计了FIR高通滤波器，消除了无用信号比重较高的低频段信号，难点是在幅度很大的电磁感应信号中通过频率域滤波的方式提取了高频的瞬变电磁接收信号。改善了接收信号中无用信号成分过大的问题，并且可以根据要求获取不同频段的接收信号，从而进一步分析接收信号中的地层电导率信息。
首先如图1，给出了本发明具体处理方法的步骤，包括以下步骤：
步骤一，如图2和图3，获得接收波形的时域图，然后对其进行fft变换，得到其频谱；
步骤二，如图4和图5，分别设计两个窗函数不同的FIR高通滤波器，图4是矩形窗高通滤波器的增益图，图5是汉宁窗高通滤波器的增益图，对比明显发现汉宁窗的阻带最小衰减远小于矩形窗，并且通带增益较大；
步骤三，如图6和图7，分别是运用矩形窗和汉宁窗的滤波器对接收信号滤波后的频谱，可以发现图6中矩形窗滤波后的频谱在0到50Hz的以及700到800Hz的过渡带有明显的频谱泄露，而图7中汉宁窗滤波后的频谱并没有这样情况，说明汉宁窗滤波的效果更理想；
步骤四，如图8和图9，是矩形窗和汉宁窗滤波后的时域波形，由步骤二和步骤三的分析可以判断，汉宁窗的高通滤波器是更好的选择，滤波后的时域波形包含的二次场信号较高，可以用于地层电导率的分析。

Claims (1)

1.一种瞬变电磁测井数据的频率域处理方法，其特征在于：具体方法为：
步骤一，瞬变电磁测井采用阶跃信号激发，发射信号频段丰富，各个频段都有接收信号，接收线圈感应电动势U包含一次场
Figure DEST_PATH_IMAGE001
和二次场
Figure 836971DEST_PATH_IMAGE002
的信息，通过傅里叶变换（fft）得到接收信号的频谱，并且通过频谱分析无用信号大的频段；
Figure 363899DEST_PATH_IMAGE004
步骤二，根据对频段的需求，选取合适的窗函数，设计FIR高通滤波器，用于消除包含大量无用信号的低频段接收信号；
步骤三，运用设计好的FIR高通滤波器对接收信号进行滤波，得到滤波后的接收波形的频谱，进行频谱分析；
步骤四，将不同窗函数的带FIR高通滤波器滤波的结果对比，优化滤波的结果；
步骤五，将步骤一、二、三、四执行完后得到滤波后的时域波形，消除了无用信号较高的低频段波形。
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