CN112083507B - 一种基于经验模态分解的瞬变电磁救援井探测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于经验模态分解的瞬变电磁救援井探测方法，其特征在于包括以下步骤：1)建立瞬变电磁救援井探测信号模型，用于表征救援井探测仪测量得到的感应电动势与事故井和救援井之间相对距离的关系；2)通过建立救援实验井和事故实验井的方式，标定反演模板；3)对事故井进行瞬变电磁探测，并根据步骤1)建立的瞬变电磁救援井探测信号模型以及步骤2)中的反演模板，得到救援井探头与事故井套管之间的相对距离。本发明可以广泛应用于瞬变电磁救援井探测领域。

Description

一种基于经验模态分解的瞬变电磁救援井探测方法

技术领域

本发明涉及瞬变电磁救援井探测领域，主要涉及一种基于经验模态分解的瞬变电磁救援井探测方法。

背景技术

近年来，随着石油钻井行业的发展，井喷等事故在世界各地都时有发生。而在井喷事故发生时，往往会伴随毒气泄漏、火灾***等次生事件，造成人员伤亡、设备损毁、油气井报废和环境污染等严重后果。钻救援井是控制井喷等事故的有效方法，其具体过程是在事故井附近钻一口新井，与事故井进行联通，进而对事故井进行封堵，消除井喷和溢流，以实施救援。在救援井钻井过程中，精准探测救援井与事故井的相对距离是实施救援的关键。

瞬变电磁法以法拉第电磁感应定律为基础，通过给发射线圈施加双极性阶跃信号或斜阶跃信号，在激励关断的间歇接收地层中随介质电导率变化的二次涡流场，二次场呈指数规律衰减，其衰减形式主要取决于周围介质的导电性、体积规模以及与探测仪器的距离。瞬变电磁救援井探测技术通过探测地层的等效电导率来计算推演事故井和救援井之间的距离，具有探测距离远、可连续快速测试、探测距离准确等特点。

目前基于瞬变电磁救援井探测的研究有很多。例如，《救援井瞬变电磁探测传感器建模与仿真》建立了瞬变电磁法的救援井探测模型，对救援井中瞬变电磁传感器探测性能的影响因素进行了仿真分析。《瞬变电磁阵列救援井近距离探测方法》采用井下瞬变电磁阵列探测***，判断被测范围内的一段事故井套管与救援井的相对姿态，提高救援井与事故井之间的联通成功率。但是，由于救援井探测距离远，根据涡流扩散理论，需要较晚期的信号，因此信号幅度较小，信噪比较低。而且，事故井在远距离探测时作为点目标对救援井周围地层电导率的影响较小，很难在信号中提取出来。常规方法通常采用傅里叶变换、小波分解等方法滤除噪声来提高信噪比，提高探测精度。但是救援井探测信号幅度很小，特别是事故井刚刚进入探测范围，信噪比很差，有用的信号信息淹没在噪声中，在实际应用中有很大难度。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的是提出一种基于经验模态分解的瞬变电磁救援井探测方法。采用经验模态分解方法，根据信号本身的特征来对瞬变电磁救援井探测信号进行数据自适应分解，从低信噪比的信号中提取有用信息，克服了小波分析方法基函数无自适应性的问题，保留了傅里叶变换的优点，然后利用提取的有效信息结合瞬变电磁救援井探测信号模型反演救援井与事故井的距离，实现瞬变电磁法救援井探测的远距离探测，进而为救援井与事故井的成功联通，实施有效救援提供依据。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种基于经验模态分解的瞬变电磁救援井探测方法，其包括以下步骤：

1)建立瞬变电磁救援井探测信号模型，用于表征救援井探测仪测量得到的感应电动势与事故井和救援井之间相对距离的关系；

2)通过建立救援实验井和事故实验井的方式，标定反演模板；

3)对事故井进行瞬变电磁探测，并根据步骤1)建立的瞬变电磁救援井探测信号模型以及步骤2)中的反演模板，得到救援井探头与事故井套管之间的相对距离。

进一步地，所述步骤1)中，建立瞬变电磁救援井探测信号模型的方法，包括以下步骤：

1.1)建立井下柱状多层非均匀介质模型，得到探头中接收线圈内的纵向磁场强度；

1.2)将纵向磁场强度转换至时域，并结合边界条件，得到接收线圈的感应电动势；

1.3)根据事故井套管的尺寸和材料，得到瞬变电磁救援井探测信号模型，用于表征接收线圈上的感应电动势与事故井和救援井之间相对距离的关系。

进一步地，所述步骤1.1)中，探头中接收线圈内的纵向磁场强度为：

式中，x_j和λ为引入的中间变量，且满足其中，/>ω为角频率，C₁为待定系数，I₀(·)为第1类0阶修正贝塞尔函数。

进一步地，所述步骤1.2)中，接收线圈的感应电动势为：

式中，t_of为激励信号的关断时间，K_p为G-S逆变换的第p级积分系数，t为采样时间，P为G-S逆变换的阶数。

进一步地，所述步骤2)中，标定反演模板的方法，包括以下步骤：

2.1)在与待探测事故井地质相近的实验救援井中下放瞬变电磁救援井探测仪；

2.2)在距离实验事故井不同距离处，控制瞬变电磁救援井探测仪发射双极性方波信号对实验救援井进行探测，并接收相应的感应电动势信号；

2.3)对各种不同距离处探头接收线圈上的感应电动势信号进行EMD分解，得到各感应电动势信号的IMF分量；

2.4)对于各不同距离，提取该距离下EMD分解结果中的若干IMF分量作为感应电动势的有效信号，存储为反演模板。

进一步地，所述步骤2.3)中，对各种不同距离的感应电动势信号进行EMD分解，得到各感应电动势信号的IMF分量的方法，包括以下步骤：

2.3.1)将N个测量周期的感应电动势信号组合成向量形式U(t_l,σ)；

U(t_l,σ)＝[U₁(t_l,σ)U₂(t_l,σ)…U_N(t_l,σ)]，

其中，U_n(t_l,σ)为第n个测量周期中t_l时刻采样得到的感应电动势信号，且n＝1,2,3,...,；

2.3.2)找出原始数据序列U(t_l,σ)所有的极大值点和极小值点，并将所有的极大值点用三次样条插值函数拟合形成原始数据序列的上包络线B_U，将所有的极小值点用三次样条插值函数拟合形成原始数据的下包络线B_D；

2.3.3)求取上包络线和下包络线的均值序列U_M：

2.3.4)将原始数据序列U(t_l,σ)和均值序列U_M做差，得到一个新的数据序列U_NEW：

U_NEW＝U_O-U_M，

2.3.5)判断新的数据序列U_NEW是否满足IMF的条件，如果不满足，则对新的数据序列U_NEW重复步骤2.3.2)-2.3.4)，如果满足IMF的条件，则将新的数据序列U_NEW作为原始序列的一个IMF成分U_IMFm，其中，m表示第m个IMF成分，并得到剩余部分U_L：

其中，X表示已经找到了X个IMF成分；

2.3.6)如果剩余部分U_L是单调函数或是一个不能够继续分解的常量时，停止分解过程，否则对剩余部分U_L重复步骤2.3.1)-2.3.3)。

进一步地，所述IMF条件为：

①函数在整个时间范围内，局部极值点和过零点的数目相等，或最多相差一个；

②在任意时刻点，局部最大值的包络和局部最小值的包络平均必须为零。

进一步地，所述步骤3)中，对事故井进行瞬变电磁探测，并根据步骤1)建立的瞬变电磁救援井探测信号模型以及步骤2)中的反演模板，得到救援井探头与事故井套管之间的相对距离的方法，包括以下步骤：

3.1)将瞬变电磁救援井探测仪从救援井中下入至待探测区域；

3.2)通过瞬变电磁救援井探测仪周期性发射双极性方波信号，并通过接收线圈接收感应电动势，经过放大滤波处理后转换为数字信号，发送给地面***；

3.3)地面***接收到采集的感应电动势信号后，对N个测量周期的感应电动势信号组合成的向量进行经验模型分解，得到其IMF分量；

3.4)提取其中的p₁阶到p₂阶IMF分量，并将提取的IMF分量与反演模板中的EMD分解结果进行比对，并根据比对结果得到救援井和事故井套管的初始相对距离范围；

3.5)在步骤3.4)得到的初始相对距离范围内进一步探测，并利用EMD分解方法对感应电动势信号中的有效信号进行提取，计算出救援井探头距离事故井套管的实际距离。

进一步地，所述步骤3.4)中，将提取的IMF分量与反演模板中的EMD分解结果进行比对时：

如果比对结果一致，则提取的p₁阶到p₂阶IMF分量就是真实的感应电动势测试信号；

如果比对结果不一致，则选择p₁阶到p₂阶IMF分量中的某几阶IMF分量或者重新选择p₁和p₂，直到其对应的IMF分量与反演模板中的EMD分解结果一致；其中，比对结果一致是指测量得到的IMF分量与反演模板中的IMF分量变化趋势一致，且测量得到的IMF分量与反演模板中的IMF分量数值满足预设的比例条件。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明中通过对瞬变电磁救援井井下探测仪器的探测信号采用经验模态分解方法，根据信号本身的特征来进行数据自适应分解，从低信噪比的信号中提取有用信息，克服了小波分析方法基函数无自适应性的问题，保留了傅里叶变换的优点，然后利用提取的有效信息结合瞬变电磁救援井探测信号模型反演救援井与事故井的距离，可提高瞬变电磁法救援井探测的远距离探测精度。2、本发明利用实验井的方式建立了反演模板，用于实际事故井的探测，使得探测速度得到了极大提高，能够快速方便的确定救援井探头和事故井套管的相对距离。因此，本发明可以广泛应用于瞬变电磁救援井探测领域。

附图说明

图1是本发明瞬变电磁救援井探测***示意图；

图2是本发明瞬变电磁救援井探测模型图；

图3是本发明接收信号的经验模态分解流程图；

图4是本发明测试信号提取前后曲线对比图；

图5是本发明瞬变电磁救援井探测流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明提供的一种基于经验模态分解的瞬变电磁救援井探测***，其包括瞬变电磁救援井探测仪1和地面***2，且瞬变电磁救援井探测仪1通过电缆3与地面***2相连。其中，瞬变电磁救援井探测仪1设置在救援井4中，其包括电源模块11、探测模块12和探头13；电源模块11用于为探测模块12和探头13提供电源，可以使用电缆供电也可以使用高温电池供电；探测模块12用于向探头13发射激励信号，同时对探头13中生成的感应电动势进行采集和处理后，将得到的数字信号存储到相应介质或直接发送到地面***2；地面***2用于根据从介质中提取出的或接收到的数字信号进行处理，利用经验模态分解的方法提取出有用信号，计算得到事故井5与瞬变电磁救援井探测仪1的距离。

作为一个优选的实施例，探测模块12由发射电路和信号采集电路组成。其中，发射电路用于生成周期性的双极性方波来激励探头；信号采集电路用于处理、接收、发送或存储探头中生成的感应电动势。更为优选的，信号采集电路包括信号处理部分、信号采集部分和信号发送/存储部分。其中，信号处理部分用于对探头中生成的感应电动势进行初步的放大和滤波处理；信号采集部分将初步处理后的感应电动势转换为数字信号；信号发送/存储部分用于根据瞬变电磁救援井探测仪的实际使用条件，将转换后的数字信号直接发送到地面***或者存储在介质中，待瞬变电磁救援井探测仪提出地面后再读取到地面***中。

作为一个优选的实施例，瞬变电磁救援井探测仪1的探头13为一个或多个缠绕在探头上的多匝线圈，线圈分为发射线圈和接收线圈，激励信号经发射线圈发出，在井下介质中感应出涡流场，涡流场衰减时在接收线圈中产生感应电动势，涡流场衰减的快慢与地层中介质的电导率、尺寸以及与探测仪之间的距离密切相关，通过分析接收线圈中的感应电动势即可反演出事故井与瞬变电磁救援井探测仪的距离。

作为一个优选的实施例，电缆用于完成瞬变电磁救援井探测仪的上提下放，同时还可以做为瞬变电磁救援井探测仪供电和双向通信的载体。这样在救援井探测过程中，探测的信号可以实时传送给地面***进行处理，地面***也可以发送命令实时调整探测仪的探测方案，提高探测效率。

作为一个优选的实施例，地面***2可以分为数据接收部分、数据处理部分和结果显示部分。其中，数据接收部分用于接收瞬变电磁救援井探测仪探测的数据，可以连接电缆实时接收数据，也可以从上提到地面的探测仪中一次性读取探测数据；数据处理部分用于对接收到的数据进行处理，利用经验模态分解方法提取出信号，根据瞬变电磁探测模型反演地层电导率，计算救援井与探测仪的距离；结果显示部分用于直观的显示最终的处理结果，便于工作人员查看分析。

本发明还提供一种基于经验模态分解的瞬变电磁救援井探测方法，在实施探测中，首先在类似的地质条件下通过实验用井标定反演模板，然后在实际救援井中探测目标事故井，根据探测模型和反演模板计算事故井与探测仪的相对距离，具体的探测流程如图5所示，其包括以下步骤：

1)建立瞬变电磁救援井探测信号模型，以表征瞬变电磁救援井探测仪测量得到的感应电动势与事故井和救援井之间相对距离的关系。

具体的，包括以下步骤：

1.1)建立井下柱状多层非均匀介质模型，得到探头中接收线圈内的纵向磁场强度。

如图2所示，建立井下柱状多层非均匀介质等J层，各层介质的等效电参数和几何参数分别为(μ_j,ε_j,σ_j)和r_j，j＝1,2，…J，μ_j,ε_j,σ_j分别为第j层介质的磁导率、介电常数和电导率。其中，为简化模型，认为地层为均匀介质，且由于事故井套管的电导率远低于地层中其他介质的电导率，因此地层的等效电导率与事故井套管与探头的距离密切相关。假设只有一个探头，其发射线圈和接收线圈的匝数分别为N_T和N_R。

通过求解齐次和非齐次亥姆霍兹方程，可得接收线圈内的纵向磁场强度为：

式中，x_j和λ为引入的中间变量，且满足其中，/>ω为角频率；C₁为待定系数，与介质的电导率和几何系数等有关，可根据各层介质的边界条件求得；I₀(·)为第1类0阶修正贝塞尔函数；I_T为发射电流；r为空间任一点的径向坐标。

1.2)将步骤1.1)中的纵向磁场强度转换至时域，并结合边界条件，得到探头接收线圈上的感应电动势，其计算公式为：

式中，t_of为激励信号的关断时间，K_p为G-S逆变换的第p级积分系数，t为采样时间，P为G-S逆变换的阶数。

1.3)根据事故井套管的尺寸和材料，确定探头接收线圈上的感应电动势与事故井和救援井之间相对距离的关系式。

通过式(2)可以看出，接收探头感应电动势与采样时间和地层的等效电导率有关。当采样时间确定时，探头接收线圈上的感应电动势只与地层的等效电导率有关，而由于事故井套管的电导率远大于地层其他介质的电导率，因此地层的等效电导率主要由事故井套管的尺寸、材料和与探头的距离决定。在实施救援井探测时，事故井套管的尺寸和材料为已知条件，则可以通过接收线圈上的感应电动势推导出事故井套管与探头之间的距离。可通过模型推导和实验标定，确定感应电动势与距离的关系式表示如下：

d＝g(U(σ)) (3)

式中，g表示探头接收线圈生的感应电动势和事故井套管与探头之间距离d的函数关系。

2)通过建立实验救援井和实验事故井的方式，标定反演模板，该反演模板中预存有实验救援井距离实验事故井不同距离处时探头接收线圈上的感应电动势对应的EMD分解结果。

具体的，标定反演模板的方法，包括以下步骤：

2.1)在与待探测事故井地质相近的实验救援井中下放瞬变电磁救援井探测仪；

2.2)在距离实验事故井不同距离处，控制瞬变电磁救援井探测仪发射双极性方波信号对实验救援井进行探测，并接收相应的感应电动势信号；

2.3)对各种不同距离处探头接收线圈上的感应电动势信号进行EMD分解，得到各感应电动势信号的IMF分量。

通过公式(3)可知，可以根据接收线圈的感应电动势来计算事故井与救援井之间的相对距离，但是由于瞬变电磁的涡流场随时间向外扩散，相应的感应电动势也慢慢衰减可以分为早期、中期和晚期，其中，早期信号大，主要反映距离探头较近的地层信息，而晚期信号小，则包含更多离探头较远的地层信息。而在瞬变电磁救援井探测过程中，一般都是远探测，事故井距离探头的距离较远，其信息主要包含在晚期信号中，但是晚期信号幅度较小，信噪比较差，给救援井探测带来了很大的难度。通过对瞬变电磁救援井井下探测仪器的探测信号采用经验模态分解方法(EMD)，根据信号本身的特征来进行数据自适应分解，可以从低信噪比的信号中提取有用信息，克服了传统小波分析方法基函数无自适应性的问题，同时保留了傅里叶变换的优点，然后利用提取的有效信息结合瞬变电磁救援井探测信号模型反演救援井与事故井的距离，可提高瞬变电磁法救援井探测的远距离探测精度。

如图3所示，将原始信号进行分解时，具体包括以下步骤：

2.3.1)将N个测量周期的感应电动势信号组合成向量形式U(t_l,σ)；

将N个测量周期的感应电动势信号组合成向量形式，表示如下

U(t_l,σ)＝[U₁(t_l,σ)U₂(t_l,σ)…U_N(t_l,σ)] (4)

其中，U_n(t_l,σ)为第n个测量周期中t_l时刻采样得到的感应电动势信号，且n＝1,2,3,...,。

2.3.2)找出原始数据序列U(t_l,σ)所有的极大值点和极小值点，并将所有的极大值点用三次样条插值函数拟合形成原始数据序列的上包络线B_U，将所有的极小值点用三次样条插值函数拟合形成原始数据的下包络线B_D；

2.3.3)求取上包络线和下包络线的均值序列U_M：

2.3.4)将原始数据序列U(t_l,σ)和均值序列U_M做差，得到一个新的数据序列U_NEW：

U_NEW＝U(t_l,σ)-U_M (6)

2.3.5)判断新的数据序列U_NEW是否满足IMF的条件，如果不满足，则对新的数据序列U_NEW重复步骤2.3.2)-2.3.4)，如果满足IMF的条件，则将新的数据序列U_NEW作为原始序列的一个IMF成分U_IMFm，其中，m表示第m个IMF成分，并得到剩余部分U_L。

通过经验模式分解，将式(3)的原始信号分解成为有限个本征模函数(IMF)时，每一个IMF包含了原始信号的不同时间尺度的局部特征信号，且必须满足以下两个条件：

①IMF在整个时间范围内，局部极值点和过零点的数目必须相等，或最多相差一个；

②在任意时刻点，局部最大值的包络(上包络线)和局部最小值的包络(下包络线)平均必须为零。

将原始数据序列进行经验模式分解后，得到的剩余部分U_L为：

其中，M为原始数据序列分解得到的IMF分量个数。

2.3.6)如果剩余部分U_L是单调函数或是一个满足预设阈值的极小常量时，就无法再提取IMF，则停止分解过程，否则对剩余部分U_L重复步骤2.3.1)-2.3.3)。

这样，接收线圈上的感应电动势原始信号U(t_l,σ)就可以通过EMD分解为从高到低的M个IMF分量和一个不能够继续分解的最终残余分量e(t,σ)：

2.4)对于各不同距离，提取该距离下EMD分解结果中的若干IMF分量作为感应电动势的有效信号，存储为反演模板。

由于高阶的IMF分量对应着原始数据中高频部分，而低阶的IMF分量对应着原始数据中低频部分。而信号的高频部分往往为测量过程中的噪声分量，信号的低频部分是测量过程中一些缓慢变化的因素造成的，如井温等，因此真实的信号为中间一阶或几阶的IMF分量。我们可以通过提取中间的几阶IMF分量，来从测量的原始数据中提取出真实的信号：

其中，选取的阶数为p₁阶到p₂阶。在多次实际应用中发现，选取p₁为2，p₂为3可以得到很好的效果。

以瞬变电磁救援井探测的实测曲线为例进行说明，其原始测量信号和分解的IMF分量如图4所示。利用提取的真实信号可以结合瞬变电磁救援井探测信号模型反演救援井与事故井的距离，实现瞬变电磁法救援井探测的远距离探测，进而为救援井与事故井的成功联通，实施有效救援提供依据。

3)对事故井进行瞬变电磁探测，并根据步骤1)建立的瞬变电磁救援井探测信号模型以及步骤2)中的反演模板，得到救援井探头与事故井套管之间的相对距离。

具体的，包括以下步骤：

3.1)将瞬变电磁救援井探测仪从救援井中下入至事故井的待探测区域。

3.2)通过瞬变电磁救援井探测仪周期性发射双极性方波信号，并通过接收线圈接收感应电动势，经过放大滤波处理后转换为数字信号，发送给地面***。

3.3)地面***接收到采集的感应电动势信号后，对N个测量周期的感应电动势信号组合成的向量进行经验模型分解，得到其IMF分量。

3.4)提取其中的p₁阶到p₂阶IMF分量，并将提取的IMF分量与反演模板中的EMD分解结果进行比对，并根据比对结果得到救援井和事故井套管的初始相对距离范围；

将提取的IMF分量与反演模板中的EMD分解结果进行比对时：

如果比对结果一致，则提取的p₁阶到p₂阶IMF分量就是真实的感应电动势测试信号；

如果比对结果不一致，则选择p₁阶到p₂阶IMF分量中的某几阶IMF分量或者重新选择p₁和p₂，直到其对应的IMF分量与反演模板中的EMD分解结果一致；其中，比对结果一致是指测量得到的IMF分量与反演模板中的IMF分类变化趋势一致，且IMF分量数值满足一定的比例条件。

3.5)在步骤3.4)得到的初始相对距离范围内进一步探测，并利用EMD分解方法对感应电动势信号中的有效信号进行提取，计算出救援井探头距离事故井套管的实际距离。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (6)

1.一种基于经验模态分解的瞬变电磁救援井探测方法，其特征在于包括以下步骤：

1)建立瞬变电磁救援井探测信号模型，用于表征救援井探测仪测量得到的感应电动势与事故井和救援井之间相对距离的关系；

2)通过建立救援实验井和事故实验井的方式，标定反演模板；

3)对事故井进行瞬变电磁探测，并根据步骤1)建立的瞬变电磁救援井探测信号模型以及步骤2)中的反演模板，得到救援井探头与事故井套管之间的相对距离；

所述步骤2)中，标定反演模板的方法，包括以下步骤：

2.1)在与待探测事故井地质相近的实验救援井中下放瞬变电磁救援井探测仪；

2.2)在距离实验事故井不同距离处，控制瞬变电磁救援井探测仪发射双极性方波信号对实验救援井进行探测，并接收相应的感应电动势信号；

2.3)对各种不同距离处探头接收线圈上的感应电动势信号进行EMD分解，得到各感应电动势信号的IMF分量；

2.4)对于各不同距离，提取该距离下EMD分解结果中的若干IMF分量作为感应电动势的有效信号，存储为反演模板；

所述步骤3)中，对事故井进行瞬变电磁探测，并根据步骤1)建立的瞬变电磁救援井探测信号模型以及步骤2)中的反演模板，得到救援井探头与事故井套管之间的相对距离的方法，包括以下步骤：

3.1)将瞬变电磁救援井探测仪从救援井中下入至待探测区域；

3.2)通过瞬变电磁救援井探测仪周期性发射双极性方波信号，并通过接收线圈接收感应电动势，经过放大滤波处理后转换为数字信号，发送给地面***；

3.3)地面***接收到采集的感应电动势信号后，对N个测量周期的感应电动势信号组合成的向量进行经验模型分解，得到其IMF分量；

3.4)提取其中的p₁阶到p₂阶IMF分量，并将提取的IMF分量与反演模板中的EMD分解结果进行比对，并根据比对结果得到救援井和事故井套管的初始相对距离范围；

3.5)在步骤3.4)得到的初始相对距离范围内进一步探测，并利用EMD分解方法对感应电动势信号中的有效信号进行提取，计算出救援井探头距离事故井套管的实际距离；

所述步骤3.4)中，将提取的IMF分量与反演模板中的EMD分解结果进行比对时：

如果比对结果一致，则提取的p₁阶到p₂阶IMF分量就是真实的感应电动势测试信号；

如果比对结果不一致，则选择p₁阶到p₂阶IMF分量中的某几阶IMF分量或者重新选择p₁和p₂，直到其对应的IMF分量与反演模板中的EMD分解结果一致；其中，比对结果一致是指测量得到的IMF分量与反演模板中的IMF分量变化趋势一致，且测量得到的IMF分量与反演模板中的IMF分量数值满足预设的比例条件。

2.如权利要求1所述的一种基于经验模态分解的瞬变电磁救援井探测方法，其特征在于：所述步骤1)中，建立瞬变电磁救援井探测信号模型的方法，包括以下步骤：

1.1)建立井下柱状多层非均匀介质模型，得到探头中接收线圈内的纵向磁场强度；

1.2)将纵向磁场强度转换至时域，并结合边界条件，得到接收线圈的感应电动势；

1.3)根据事故井套管的尺寸和材料，得到瞬变电磁救援井探测信号模型，用于表征接收线圈上的感应电动势与事故井和救援井之间相对距离的关系。

3.如权利要求2所述的一种基于经验模态分解的瞬变电磁救援井探测方法，其特征在于：所述步骤1.1)中，探头中接收线圈内的纵向磁场强度为：

式中，x_j和λ为引入的中间变量，且满足其中，/>ω为角频率，C₁为待定系数，I₀(·)为第1类0阶修正贝塞尔函数。

4.如权利要求2所述的一种基于经验模态分解的瞬变电磁救援井探测方法，其特征在于：所述步骤1.2)中，接收线圈的感应电动势为：

式中，t_of为激励信号的关断时间，K_p为G-S逆变换的第p级积分系数，t为采样时间，P为G-S逆变换的阶数。

5.如权利要求1所述的一种基于经验模态分解的瞬变电磁救援井探测方法，其特征在于：所述步骤2.3)中，对各种不同距离的感应电动势信号进行EMD分解，得到各感应电动势信号的IMF分量的方法，包括以下步骤：

2.3.1)将N个测量周期的感应电动势信号组合成向量形式U(t_l,σ)；

U(t_l,σ)＝[U₁(t_l,σ) U₂(t_l,σ) … U_N(t_l,σ)]，

其中，U_n(t_l,σ)为第n个测量周期中t_l时刻采样得到的感应电动势信号，且n＝1,2,3,...,N；

2.3.2)找出原始数据序列U(t_l,σ)所有的极大值点和极小值点，并将所有的极大值点用三次样条插值函数拟合形成原始数据序列的上包络线B_U，将所有的极小值点用三次样条插值函数拟合形成原始数据的下包络线B_D；

2.3.3)求取上包络线和下包络线的均值序列U_M：

2.3.4)将原始数据序列U(t_l,σ)和均值序列U_M做差，得到一个新的数据序列U_NEW：

U_NEW＝U_O-U_M，

2.3.5)判断新的数据序列U_NEW是否满足IMF的条件，如果不满足，则对新的数据序列U_NEW重复步骤2.3.2)-2.3.4)，如果满足IMF的条件，则将新的数据序列U_NEW作为原始序列的一个IMF成分U_IMFm，其中，m表示第m个IMF成分，并得到剩余部分U_L：

其中，X表示已经找到了X个IMF成分；

2.3.6)如果剩余部分U_L是单调函数或是一个不能够继续分解的常量时，停止分解过程，否则对剩余部分U_L重复步骤2.3.1)-2.3.3)。

6.如权利要求5所述的一种基于经验模态分解的瞬变电磁救援井探测方法，其特征在于：所述IMF条件为：

①函数在整个时间范围内，局部极值点和过零点的数目相等，或最多相差一个；

②在任意时刻点，局部最大值的包络和局部最小值的包络平均必须为零。