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制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及核磁共振測井技術(shù)，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(shù)：
在石油勘探領(lǐng)域，低場核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)由于磁場強度較低，自旋回波信號微弱，常常淹沒于噪聲中。為了獲得理想的自旋回波信號，必須對采集到的自旋回波信號進(jìn)行降噪處理。目前，一般采用濾波技術(shù)對自旋回波信號進(jìn)行降噪處理。基于自適應(yīng)濾波的自適應(yīng)譜線增強(Adapitive Line Enhancement, ALE)技術(shù)是一種新型實效的降噪處理方法。 在ALE的自適應(yīng)濾波器設(shè)計中，沒有外部參考信號可以利用。由于窄帶信號周期明顯，寬帶噪聲周期性差，延遲一段時間后窄帶信號的相關(guān)函數(shù)會顯著地強于寬帶噪聲這一特征，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(guān)性就會迅速減弱，而窄帶周期信號的相關(guān)性不會受到影響，故可以實現(xiàn)較好的濾波降噪的作用，但是，由于選取了延遲時間，因此濾波后的回波信號存在相位漂移的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)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(xiàn)有自適應(yīng)譜線增強濾波技術(shù)中存在的回波信號相位漂移問題。本發(fā)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(shù)轉(zhuǎn)換單元接收核磁共振測井回波信號，并將所述核磁共振測井回波信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字回波信號；延遲模塊接收所述數(shù)字回波信號，并對所述數(shù)字回波信號進(jìn)行延時處理，以獲得延時數(shù)字回波信號；有限單位沖激響應(yīng)(Finite Impulse response，F(xiàn)IR)濾波器接收所述延時數(shù)字回波信號，并對所述延時數(shù)字回波信號進(jìn)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，并對所述已濾波回波信號進(jìn)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(jù)計數(shù)器獲得的所述數(shù)字回波信號的延時個數(shù)對所述頻率域已濾波回波信號進(jìn)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，并對所述相位校正已濾波回波信號進(jìn)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(shù)字回波信號和所述已濾波回波信號進(jìn)行作差，以獲得誤差；
濾波器系數(shù)單元根據(jù)所述誤差及步長控制單元輸出的步長獲得濾波器系數(shù)，并以該濾波器系數(shù)來對所述有限單位沖激響應(yīng)濾波器下一濾波周期的濾波器系數(shù)進(jìn)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)采樣序列；xT (k)為采樣序列的轉(zhuǎn)置；k = 0,1, . . . , N-I ；N為濾波器階數(shù)，且N為自然數(shù)。如上所述的降噪核磁共振測井回波信號的獲得方法，其中，所述濾波器系數(shù)單元根據(jù)所述誤差及步長控制單元輸出的步長獲得濾波器系數(shù)采用如下公式W (k+1) = W (k) + [ μ (k) e (k) χ (k) ] / [b+xT (k) χ (k)]；其中，W (k)為第k個濾波器系數(shù)；W (k+1)為第k+Ι個濾波器系數(shù)；e (k)為k時刻誤差；b是一個常數(shù)；μ (k)為k時刻的步長；χ (k)采樣序列；xT (k)為采樣序列的轉(zhuǎn)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沖激響應(yīng)濾波器輸出的所述已濾波回波信號進(jìn)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(jìn)行快速傅立葉變換處理采用如下公式
權(quán)利要求
1.一種降噪核磁共振測井回波信號的獲得方法，其特征在于，包括模數(shù)轉(zhuǎn)換單元接收核磁共振測井回波信號，并將所述核磁共振測井回波信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字回波信號；延遲模塊接收所述數(shù)字回波信號，并對所述數(shù)字回波信號進(jìn)行延時處理，以獲得延時數(shù)字回波信號；有限單位沖激響應(yīng)濾波器接收所述延時數(shù)字回波信號，并對所述延時數(shù)字回波信號進(jìn)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，并對所述已濾波回波信號進(jìn)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(jù)計數(shù)器獲得的所述數(shù)字回波信號的延時個數(shù)對所述頻率域已濾波回波信號進(jìn)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，并對所述相位校正已濾波回波信號進(jìn)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(jù)權(quán)利要求1所述的降噪核磁共振測井回波信號的獲得方法，其特征在于，還包括誤差計算單元對所述數(shù)字回波信號和所述已濾波回波信號進(jìn)行作差，以獲得誤差； 濾波器系數(shù)單元根據(jù)所述誤差及步長控制單元輸出的步長獲得濾波器系數(shù)，并以該濾波器系數(shù)來對所述有限單位沖激響應(yīng)濾波器下一濾波周期的濾波器系數(shù)進(jìn)行更新。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的降噪核磁共振測井回波信號的獲得方法，其特征在于， 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)采樣序列； xT (k)為采樣序列的轉(zhuǎn)置； k = 0，1，…，N-I ；N為濾波器階數(shù)，且N為自然數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)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，其特征在于， 所述濾波器系數(shù)單元根據(jù)所述誤差及步長控制單元輸出的步長獲得濾波器系數(shù)采用如下公式ff(k+l) = ff(k) + [y (k)e(k)x(k)]/[b+xT(k)x(k)]；其中，W(k)為第k個濾波器系數(shù)；W(k+1)為第k+1個濾波器系數(shù)；e(k)為k時刻誤差；b是一個常數(shù)；μ (k)為k時刻的步長；x(k)采樣序列；xT (k)為采樣序列的轉(zhuǎn)置。
5.根據(jù)權(quán)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，其特征在于，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沖激響應(yīng)濾波器輸出的所述已濾波回波信號進(jìn)行截斷處理。
6.根據(jù)權(quán)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，其特征在于，所述快速傅立葉變換單元對所述已濾波回波信號進(jìn)行快速傅立葉變換處理采用如下公式
7.根據(jù)權(quán)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，其特征在于，所述相位校正單元根據(jù)計數(shù)器獲得的所述數(shù)字回波信號的延時個數(shù)對所述頻率域已濾波回波信號進(jìn)行相位校正采用如下公式
8.根據(jù)權(quán)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，其特征在于，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(jìn)行快速傅立葉反變換處理采用如下公式
9.一種核磁共振測井回波信號降噪裝置，其特征在于，包括模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，用于接收核磁共振測井回波信號，并將所述核磁共振測井回波信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字回波信號；延遲模塊，用于接收所述數(shù)字回波信號，并對所述數(shù)字回波信號進(jìn)行延時處理，以獲得延時數(shù)字回波信號；有限單位沖激響應(yīng)濾波器，用于接收所述延時數(shù)字回波信號，并對所述延時數(shù)字回波信號進(jìn)行濾波處理，以獲得已濾波回波信號；快速傅立葉變換單元，用于接收所述已濾波回波信號，并對所述已濾波回波信號進(jìn)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，用于根據(jù)計數(shù)器獲得的所述數(shù)字回波信號的延時個數(shù)對所述頻率域已濾波回波信號進(jìn)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，用于接收所述相位校正已濾波回波信號，并對所述相位校正已濾波回波信號進(jìn)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(jù)權(quán)利要求9所述的核磁共振測井回波信號降噪裝置，其特征在于，還包括誤差計算單元，用于對所述數(shù)字回波信號和所述已濾波回波信號進(jìn)行作差，以獲得誤差；步長控制單元，用于輸出步長；濾波器系數(shù)單元，用于根據(jù)所述誤差及所述步長獲得濾波器系數(shù)，并以該濾波器系數(shù)來對所述有限單位沖激響應(yīng)濾波器下一濾波周期的濾波器系數(shù)進(jìn)行更新。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的核磁共振測井回波信號降噪裝置，其特征在于，還包括飽和截斷單元，用于對所述有限單位沖激響應(yīng)濾波器輸出的所述已濾波回波信號進(jìn)行截斷處理。
全文摘要
本發(fā)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(shù)轉(zhuǎn)換單元將接收到的核磁共振測井回波信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字回波信號；延遲模塊對數(shù)字回波信號進(jìn)行延時處理，獲得延時數(shù)字回波信號；有限單位沖激響應(yīng)濾波器對延時數(shù)字回波信號進(jìn)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(jìn)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(jù)計數(shù)器獲得的數(shù)字回波信號的延時個數(shù)對頻率域已濾波回波信號進(jìn)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(jìn)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(chǎn)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(yōu)先權(quán)日2011年12月7日
發(fā)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(xué)(北京)