多頻NMR測(cè)井系統(tǒng)中微弱信號(hào)檢測(cè)問(wèn)題研究.pdf

1、多頻核磁共振測(cè)井儀器是目前最先進(jìn)的測(cè)井技術(shù)手段之一。未來(lái)幾十年中它在我國(guó)石油勘測(cè)行業(yè)有著較大需求。為突破國(guó)際大公司的技術(shù)封鎖，研制開(kāi)發(fā)具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的多頻核磁共振測(cè)井儀具有非常重要意義。多頻核磁共振測(cè)井系統(tǒng)工程實(shí)現(xiàn)中重要關(guān)鍵技術(shù)之一是微弱信號(hào)獲取與處理問(wèn)題。本文主要討論核磁共振回波信號(hào)提取及其回波串衰變信號(hào)構(gòu)建過(guò)程中的干擾噪聲濾除方法和高效數(shù)據(jù)采集等相關(guān)問(wèn)題。本論文的主要工作內(nèi)容有如下幾個(gè)方面：
　?。?）要求工作在高溫環(huán)境

2、中的微弱信號(hào)放大器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，是多頻核磁共振測(cè)井系統(tǒng)中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)和難點(diǎn)。針對(duì)測(cè)井回波信號(hào)具有一定頻帶寬度，傳統(tǒng)低噪聲窄帶點(diǎn)匹配方法已不能滿足設(shè)計(jì)要求，本文提出一種適用于相對(duì)較寬頻帶的微弱信號(hào)噪聲匹配方法，并設(shè)計(jì)研制出具有高信噪比高增益的前置放大器。測(cè)井實(shí)踐結(jié)果表明，它不僅完全達(dá)到各項(xiàng)設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)要求，而且為后續(xù)信號(hào)處理過(guò)程奠定良好的基礎(chǔ)。
　　（2）噪聲濾除的最大化與信號(hào)損失的最小化是一個(gè)矛盾體的兩個(gè)方面。如何做到兩者之間的平衡

3、，是濾波器選擇截止頻率的常遇問(wèn)題。文中基于信號(hào)損失和殘余噪聲功率和最小準(zhǔn)則，討論廣義信噪比最大為前提的最佳濾波截止頻率確定問(wèn)題，根據(jù)核磁共振測(cè)井儀回波信號(hào)的特征，建立小波濾噪方法分解尺度選擇的量化指標(biāo)。其結(jié)果已應(yīng)用于實(shí)際反演算法，并取得較好效果。
　?。?）針對(duì)在實(shí)際測(cè)井工作中發(fā)現(xiàn)測(cè)井環(huán)境溫度會(huì)造成回波串衰減率測(cè)量偏差問(wèn)題。在計(jì)算說(shuō)明環(huán)境溫度與躍遷能量之間關(guān)系的基礎(chǔ)上，以正演所得的雙峰孔隙度回波模型為對(duì)象，基于Bloch方程建立回

4、波串溫度誤差模型，從理論上也得到此項(xiàng)誤差的存在機(jī)理。論文給出一種消除溫度偏差的近似方法。
　?。?）為提高核磁共振測(cè)井低孔滲儲(chǔ)層測(cè)量的準(zhǔn)確性，需用較小的回波間隔并增加測(cè)量時(shí)間，但由此造成數(shù)據(jù)處理時(shí)間的減少，強(qiáng)化了T2譜測(cè)量的實(shí)時(shí)性要求，基于壓縮感知的檢測(cè)方式，設(shè)計(jì)專(zhuān)用核磁共振回波信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)，以可靠性較高的硬件電路結(jié)構(gòu)和低的功耗滿足了測(cè)量的實(shí)時(shí)性要求。理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)表明，該實(shí)時(shí)采集處理系統(tǒng)不僅適合于對(duì)測(cè)量結(jié)果有高質(zhì)量要求的回波信號(hào)