多頻NMR測井系統(tǒng)中微弱信號檢測問題研究.pdf

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

2、中的微弱信號放大器的設(shè)計與實現(xiàn)，是多頻核磁共振測井系統(tǒng)中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)和難點。針對測井回波信號具有一定頻帶寬度，傳統(tǒng)低噪聲窄帶點匹配方法已不能滿足設(shè)計要求，本文提出一種適用于相對較寬頻帶的微弱信號噪聲匹配方法，并設(shè)計研制出具有高信噪比高增益的前置放大器。測井實踐結(jié)果表明，它不僅完全達(dá)到各項設(shè)計技術(shù)指標(biāo)要求，而且為后續(xù)信號處理過程奠定良好的基礎(chǔ)。
　?。?）噪聲濾除的最大化與信號損失的最小化是一個矛盾體的兩個方面。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題。文中基于信號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題，根據(jù)核磁共振測井儀回波信號的特征，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)用于實際反演算法，并取得較好效果。
　?。?）針對在實際測井工作中發(fā)現(xiàn)測井環(huán)境溫度會造成回波串衰減率測量偏差問題。在計算說明環(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。
　?。?）為提高核磁共振測井低孔滲儲層測量的準(zhǔn)確性，需用較小的回波間隔并增加測量時間，但由此造成數(shù)據(jù)處理時間的減少，強(qiáng)化了T2譜測量的實時性要求，基于壓縮感知的檢測方式，設(shè)計專用核磁共振回波信號檢測系統(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量的實時性要求。理論計算和實驗表明，該實時采集處理系統(tǒng)不僅適合于對測量結(jié)果有高質(zhì)量要求的回波信號