技术摘要：
本发明的实施例公开一种利用局限点的微震信号滤波方法和系统，所述方法包括：步骤101：获取按时间顺序采集的信号序列S；步骤102：求取局限点初始系数矢量c0；步骤103：计算归一化平均矩阵B；步骤104：求取第n个局限点系数矢量cn；步骤105：求取滤除了噪声后的信号序列Snew  全部
背景技术：
水力压裂微震监测技术是近年来在低渗透率储层压裂、油藏驱动和水驱前缘等领 域发展起来的一项重要新技术，也是页岩气开发的重要支撑技术。该项技术在邻井中布置 多级三分量检波器排列，监测压裂井目的层段在水力压裂过程中所产生的微震事件，反演 微震事件求取震源位置等参数，从而描述水力压裂过程中裂缝生长的几何形状及空间分 布，实时提供水力压裂产生裂缝的长度、高度、宽度及方位，实现页岩气的工业化开发。水力 压裂微震检测是当前页岩气开发领域科学研究的热点和难点。从社会和国家的需求角度考 虑，开展微震监测系统方面的研究十分重要，具有重大的社会和经济价值。 微震监测系统中重要的一项工作是微震事件的定位。定位精度是影响微震监测系 统应用效果的最为重要的因素，而微震事件定位的准确程度则主要依赖于波动初至(又可 称为初至)读取的准确性等有关因素。但问题是，初至拾取并不如想象中的那般简单。受地 面仪器采动以及地质构造的影响，岩石破裂形式十分复杂，继而产生各种形式和能量的微 震波动，其形式可多达几十甚至上百种，不仅主频、延时和能量等方面有差异，而且在初至 位置附近的波形形态差异巨大，这种波形特征的不统一为初至拾取到来了很大困难。进一 步的研究还表明，微震震源机制也会影响初至点特征：硬岩剪切作用产生的微震波动大多 能量大、主频较高、延时短以及最大峰值位置紧跟初始初至，这类波的初至点清晰、起跳延 时短，拾取较为容易；但拉伸作用产生的微震波动大多能量小、主频低、延时长、起跳缓慢、 能量分布较为均匀，这类波初至点处振幅较小，容易被干扰信号淹没，初至点的特征表现不 一致，初至拾取并不容易；而软岩所产生的微震波动，能量分布集中、初始初至点模糊、分界 线不明显，与硬岩有明显的不同，初至拾取也较为困难。同时，根据国外的研究发现，由于P 波速度大于S波速度，很多算法想当然地认为初至波为P波，但事实可能更为复杂：初至可能 是P波，也可能是S波，甚至还有可能是异常点(outliers)。根据研究，41％的初至为S波， 10％的初至是outliers造成的。这些都给初至拾取带来了相当大的难度。 除了初至点特征复杂外，初至拾取还面临着另外一个更大的挑战：微震记录是海 量数据。例如，2005年1月某试验区记录了近1万个微震事件。同时为了满足生产需求，微震 监测系统需要一天24小时连续记录。不但如此，这些数据中有很大一部分都是人类或者机 械活动所造成的噪声和干扰，与微震无关。文献更是将噪声分为三种基本类型：高频(＞ 200Hz)噪声，由各种作业相关活动造成；低频噪声(<10Hz)，通常是由远离记录地点的机器 活动造成，以及工业电流(50Hz)。除此之外，微震信号本身也并不纯粹，例如我国学者窦林 名教授等认为微震信号包括多种信号。 因此，如何从海量数据中识别微震事件、拾取初至，是微震数据处理的基础。与此 形成对比的是，生产上多采取人工方法，费时费力且精度与可靠性差，拾取质量无法保证， 也无法处理海量数据。初至自动拾取是解决方法之一，微震波动初至自动拾取是微震监测 3 CN 111596361 A 说　明　书 2/5 页 数据处理的关键技术之一，也是实现微震震源自动定位的技术难点。
技术实现要素：
由于水利压力微震检测工作环境复杂，微震信号遭受到严重的背景噪声干扰，背 景噪声呈现出明显的非平稳性和非高斯特性，常用的低通滤波器在非平稳和非高斯噪声环 境中难以达到理想的滤波效果，很难滤除非平稳非高斯噪声，严重影响了微震事件检测算 法的性能。 本发明的目的是提供一种利用局限点的微震信号滤波方法和系统，所提出的方法 利用了微震信号和背景噪声在信号表示领域中的差异，通过局限点性质区分微震信号和背 景噪声。所提出的方法具有较好的噪声滤除性能，计算也较为简单。 为实现上述目的，本发明提供了如下方案： 一种利用局限点的微震信号滤波方法，包括： 步骤101获取按时间顺序采集的信号序列S； 步骤102求取局限点初始系数矢量c0，具体为：所述局限点初始系数矢量c0的第i个 元素ci为 其中，j为元素序号，所述元素序号j的取值范围为j＝1,2,···,i； i为系数矢量元素序号，所述系数矢量元素序号i的取值范围为i＝1,2,···,N；N为所述 信号序列S的长度； 步骤103计算归一化平均矩阵B，具体为： 其中，σ0为所 述信号序列S的均方差；m0为所述信号序列S的均值； 步骤104求取第n个局限点系数矢量cn，具体为：cn等于所述归一化平均矩阵B的第n 行行向量。其中，n为局限点系数矢量序号，所述局限点系数矢量序号n的取值范围为n＝1, 2,···,N； 步骤105求取滤除了噪声后的信号序列Snew，具体为： 其中，x为中间参数矢量。 一种利用局限点的微震信号滤波系统，包括： 模块201获取按时间顺序采集的信号序列S； 模块202求取局限点初始系数矢量c0，具体为：所述局限点初始系数矢量c0的第i个 元素ci为 其中，j为元素序号，所述元素序号j的取值范围为j＝1,2,···,i； i为系数矢量元素序号，所述系数矢量元素序号i的取值范围为i＝1,2,···,N；N为所述 信号序列S的长度； 模块203计算归一化平均矩阵B，具体为： 其中，σ0为所 述信号序列S的均方差；m0为所述信号序列S的均值； 模块204求取第n个局限点系数矢量cn，具体为：cn等于所述归一化平均矩阵B的第n 行行向量。其中，n为局限点系数矢量序号，所述局限点系数矢量序号n的取值范围为n＝1, 4 CN 111596361 A 说　明　书 3/5 页 2,···,N； 模块205求取滤除了噪声后的信号序列Snew，具体为： 其中，x为中间参数矢量。 根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果： 由于水利压力微震检测工作环境复杂，微震信号遭受到严重的背景噪声干扰，背 景噪声呈现出明显的非平稳性和非高斯特性，常用的低通滤波器在非平稳和非高斯噪声环 境中难以达到理想的滤波效果，很难滤除非平稳非高斯噪声，严重影响了微震事件检测算 法的性能。 本发明的目的是提供一种利用局限点的微震信号滤波方法和系统，所提出的方法 利用了微震信号和背景噪声在信号表示领域中的差异，通过局限点性质区分微震信号和背 景噪声。所提出的方法具有较好的噪声滤除性能，计算也较为简单。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所 需要使用的附图作简单地介绍。显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得 其他的附图。 图1为本发明的方法流程示意图； 图2为本发明的系统流程示意图； 图3为本发明的具体实施案例流程示意图。