降噪核磁共振測井回波信號的獲得方法及裝置的製作方法
2023-04-30 11:46:26
專利名稱：降噪核磁共振測井回波信號的獲得方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及核磁共振測井技術，尤其涉及一種降噪核磁共振測井回波信號的獲得方法及裝置。
背景技術：
在石油勘探領域，低場核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)由於磁場強度較低，自旋迴波信號微弱，常常淹沒於噪聲中。為了獲得理想的自旋迴波信號，必須對採集到的自旋迴波信號進行降噪處理。目前，一般採用濾波技術對自旋迴波信號進行降噪處理。基於自適應濾波的自適應譜線增強(Adapitive Line Enhancement, ALE)技術是一種新型實效的降噪處理方法。 在ALE的自適應濾波器設計中，沒有外部參考信號可以利用。由於窄帶信號周期明顯，寬帶噪聲周期性差，延遲一段時間後窄帶信號的相關函數會顯著地強於寬帶噪聲這一特徵，將原始輸入信號接入具有固定延遲的延遲線作為參考信號。因此，選取的合適的延遲時間，參考信號的寬帶噪聲和原始輸入的寬帶噪聲相關性就會迅速減弱，而窄帶周期信號的相關性不會受到影響，故可以實現較好的濾波降噪的作用，但是，由於選取了延遲時間，因此濾波後的回波信號存在相位漂移的問題。
發明內容
本發明提供一種降噪核磁共振測井回波信號的獲得方法及裝置，用以解決現有自適應譜線增強濾波技術中存在的回波信號相位漂移問題。本發明提供的一種降噪核磁共振測井回波信號的獲得方法，包括模數轉換單元接收核磁共振測井回波信號，並將所述核磁共振測井回波信號轉化為數字回波信號；延遲模塊接收所述數字回波信號，並對所述數字回波信號進行延時處理，以獲得延時數字回波信號；有限單位衝激響應(Finite Impulse response，FIR)濾波器接收所述延時數字回波信號，並對所述延時數字回波信號進行濾波處理，以獲得已濾波回波信號；快速傅立葉變換單元接收所述已濾波回波信號，並對所述已濾波回波信號進行快速傅立葉變換處理，以獲得頻率域已濾波回波信號；相位校正單元根據計數器獲得的所述數字回波信號的延時個數對所述頻率域已濾波回波信號進行相位校正，以獲得相位校正已濾波回波信號；快速傅立葉反變換單元接收所述相位校正已濾波回波信號，並對所述相位校正已濾波回波信號進行快速傅立葉反變換處理，以獲得降噪核磁共振測井回波信號。如上所述的降噪核磁共振測井回波信號的獲得方法，其中，還包括誤差計算單元對所述數字回波信號和所述已濾波回波信號進行作差，以獲得誤差；
濾波器係數單元根據所述誤差及步長控制單元輸出的步長獲得濾波器係數，並以該濾波器係數來對所述有限單位衝激響應濾波器下一濾波周期的濾波器係數進行更新。如上所述的降噪核磁共振測井回波信號的獲得方法，其中，所述步長控制單元輸出的步長表示為μ (k) = l/(2xT(k)x(k))；其中，μ (k)為k時刻的步長；χ (k)採樣序列；xT (k)為採樣序列的轉置；k = 0,1, . . . , N-I ；N為濾波器階數，且N為自然數。如上所述的降噪核磁共振測井回波信號的獲得方法，其中，所述濾波器係數單元根據所述誤差及步長控制單元輸出的步長獲得濾波器係數採用如下公式W (k+1) = W (k) + [ μ (k) e (k) χ (k) ] / [b+xT (k) χ (k)]；其中，W (k)為第k個濾波器係數；W (k+1)為第k+Ι個濾波器係數；e (k)為k時刻誤差；b是一個常數；μ (k)為k時刻的步長；χ (k)採樣序列；xT (k)為採樣序列的轉置。如上所述的降噪核磁共振測井回波信號的獲得方法，其中，所述快速傅立葉變換單元接收所述已濾波回波信號之前還包括飽和截斷單元對所述有限單位衝激響應濾波器輸出的所述已濾波回波信號進行截斷處理。如上所述的降噪核磁共振測井回波信號的獲得方法，其中，所述快速傅立葉變換
單元對所述已濾波回波信號進行快速傅立葉變換處理採用如下公式
權利要求
1.一種降噪核磁共振測井回波信號的獲得方法，其特徵在於，包括模數轉換單元接收核磁共振測井回波信號，並將所述核磁共振測井回波信號轉化為數字回波信號；延遲模塊接收所述數字回波信號，並對所述數字回波信號進行延時處理，以獲得延時數字回波信號；有限單位衝激響應濾波器接收所述延時數字回波信號，並對所述延時數字回波信號進行濾波處理，以獲得已濾波回波信號；快速傅立葉變換單元接收所述已濾波回波信號，並對所述已濾波回波信號進行快速傅立葉變換處理，以獲得頻率域已濾波回波信號；相位校正單元根據計數器獲得的所述數字回波信號的延時個數對所述頻率域已濾波回波信號進行相位校正，以獲得相位校正已濾波回波信號；快速傅立葉反變換單元接收所述相位校正已濾波回波信號，並對所述相位校正已濾波回波信號進行快速傅立葉反變換處理，以獲得降噪核磁共振測井回波信號。
2.根據權利要求1所述的降噪核磁共振測井回波信號的獲得方法，其特徵在於，還包括誤差計算單元對所述數字回波信號和所述已濾波回波信號進行作差，以獲得誤差； 濾波器係數單元根據所述誤差及步長控制單元輸出的步長獲得濾波器係數，並以該濾波器係數來對所述有限單位衝激響應濾波器下一濾波周期的濾波器係數進行更新。
3.根據權利要求2所述的降噪核磁共振測井回波信號的獲得方法，其特徵在於， 所述步長控制單元輸出的步長表示為μ (k) = l/(2xT(k)x(k))； 其中，μ (k)為k時刻的步長； x(k)採樣序列； xT (k)為採樣序列的轉置； k = 0，1，…，N-I ；N為濾波器階數，且N為自然數。
4.根據權利要求2或3所述的降噪核磁共振測井回波信號的獲得方法，其特徵在於， 所述濾波器係數單元根據所述誤差及步長控制單元輸出的步長獲得濾波器係數採用如下公式ff(k+l) = ff(k) + [y (k)e(k)x(k)]/[b+xT(k)x(k)]；其中，W(k)為第k個濾波器係數；W(k+1)為第k+1個濾波器係數；e(k)為k時刻誤差；b是一個常數；μ (k)為k時刻的步長；x(k)採樣序列；xT (k)為採樣序列的轉置。
5.根據權利要求1或2或3所述的降噪核磁共振測井回波信號的獲得方法，其特徵在於，所述快速傅立葉變換單元接收所述已濾波回波信號之前還包括飽和截斷單元對所述有限單位衝激響應濾波器輸出的所述已濾波回波信號進行截斷處理。
6.根據權利要求1或2或3所述的降噪核磁共振測井回波信號的獲得方法，其特徵在於，所述快速傅立葉變換單元對所述已濾波回波信號進行快速傅立葉變換處理採用如下公式
7.根據權利要求1或2或3所述的降噪核磁共振測井回波信號的獲得方法，其特徵在於，所述相位校正單元根據計數器獲得的所述數字回波信號的延時個數對所述頻率域已濾波回波信號進行相位校正採用如下公式
8.根據權利要求1或2或3所述的降噪核磁共振測井回波信號的獲得方法，其特徵在於，所述快速傅立葉反變換單元對所述相位校正已濾波回波信號進行快速傅立葉反變換處理採用如下公式
9.一種核磁共振測井回波信號降噪裝置，其特徵在於，包括模數轉換單元，用於接收核磁共振測井回波信號，並將所述核磁共振測井回波信號轉化為數字回波信號；延遲模塊，用於接收所述數字回波信號，並對所述數字回波信號進行延時處理，以獲得延時數字回波信號；有限單位衝激響應濾波器，用於接收所述延時數字回波信號，並對所述延時數字回波信號進行濾波處理，以獲得已濾波回波信號；快速傅立葉變換單元，用於接收所述已濾波回波信號，並對所述已濾波回波信號進行快速傅立葉變換處理，以獲得頻率域已濾波回波信號；相位校正單元，用於根據計數器獲得的所述數字回波信號的延時個數對所述頻率域已濾波回波信號進行相位校正，以獲得相位校正已濾波回波信號；快速傅立葉反變換單元，用於接收所述相位校正已濾波回波信號，並對所述相位校正已濾波回波信號進行快速傅立葉反變換處理，以獲得降噪核磁共振測井回波信號。
10.根據權利要求9所述的核磁共振測井回波信號降噪裝置，其特徵在於，還包括誤差計算單元，用於對所述數字回波信號和所述已濾波回波信號進行作差，以獲得誤差；步長控制單元，用於輸出步長；濾波器係數單元，用於根據所述誤差及所述步長獲得濾波器係數，並以該濾波器係數來對所述有限單位衝激響應濾波器下一濾波周期的濾波器係數進行更新。
11.根據權利要求9或10所述的核磁共振測井回波信號降噪裝置，其特徵在於，還包括飽和截斷單元，用於對所述有限單位衝激響應濾波器輸出的所述已濾波回波信號進行截斷處理。
全文摘要
本發明提供一種降噪核磁共振測井回波信號的獲得方法及裝置，方法包括模數轉換單元將接收到的核磁共振測井回波信號轉化為數字回波信號；延遲模塊對數字回波信號進行延時處理，獲得延時數字回波信號；有限單位衝激響應濾波器對延時數字回波信號進行濾波處理，獲得已濾波回波信號；快速傅立葉變換單元對已濾波回波信號進行快速傅立葉變換處理，獲得頻率域已濾波回波信號；相位校正單元根據計數器獲得的數字回波信號的延時個數對頻率域已濾波回波信號進行相位校正，獲得相位校正已濾波回波信號；快速傅立葉反變換單元對相位校正已濾波回波信號進行快速傅立葉反變換處理，獲得降噪核磁共振測井回波信號。上述方案，消除了濾波中產生的相位漂移問題。
文檔編號G01V3/32GK102565865SQ20111040404
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月7日 優先權日2011年12月7日
發明者于慧俊, 廖廣志, 張曉玲, 肖立志, 謝慶明, 謝然紅 申請人:中國石油大學(北京)