核磁共振弛豫信号多指数反演新方法

孔隙介质核磁共振(NMR)弛豫信号的多指数反演在NMR岩心分析与测井解释中起着关键作用。通过将核磁共振弛豫信号多指数反演问题转化为一个带非负约束的非线性优化问题,先用非负最小二乘方法(NNLS)确定弛豫时间组分数,然后由差分进化(DE)算法求解优化问题。新方法计算非常简单,不依赖于初值,而且容易实现非负约束。计算机模拟和实际数据反演结果表明,该方法对核磁共振弛豫信号分析非常有效,尤其是在信噪比较低的情况下,仍能保证弛豫谱的真实性。

孔隙介质核磁共振弛豫测量多指数反演影响因素研究

孔隙介质核磁共振(NMR)弛豫信号的多指数反演在NMR岩芯分析与测井解释中起着关键作用.为了在不同信噪比条件下快速反演出高分辨率的弛豫时间谱,本文利用NMR正演模拟信号以及实验室NMR岩芯分析数据,研究横向弛豫时间布点数、原始回波采集个数、时间域数据压缩方式等对反演结果的影响.同时,在不同信噪比(SNR)下对不同的反演算法(SVD、BRD、SIRT)进行比较,考察反演算法对信噪比的敏感程度,并讨论了相应的校正方法.另外,还分析了信噪比对长、短弛豫组分的影响.研究表明在充分采集有用回波的情况下,减少回波个数,反演得到的弛豫时间谱趋向发散;增加布点数可以提高分辨率,但是需要更多的计算时间;时间域数据压缩可以加快反演计算速度;不同算法对信噪比的敏感程度不同,发展相应的校正方法可以提高反演质量.

利用改进截断奇异值分解法反演核磁共振弛豫时间

截断奇异值分解(TSVD)法已应用于核磁共振弛豫时间T2谱反演,而奇异值截止值的选取和非负约束的实现是其关键。本文提出一种新的确定奇异值截止值方法,同时利用联合迭代反演法(SIRT)实现非负约束,使本文的改进TSVD法适用于低信噪比资料;该方法具有只需进行一次奇异值分解、计算速度快、保持T2谱分布连续等优点。数值模拟结果表明,改进TSVD法对信噪比仅为5的测量数据依然可得到优于其他方法的较好反演结果;实际岩心资料反演结果进一步证明该方法适用于页岩核磁共振岩心分析和核磁共振测井。

利用Phillips-Twomey方法对核磁共振弛豫测量结果的反演及其效果分析

为解决横向弛豫时间多指数反演所面临的反演不适定性和非负约束的问题,利用在反演理论中解决不适定性问题常用的Phillips-Twomey光滑化方法反演横向弛豫时间,并给出了一种实现非负约束的方法.通过与常用的反演算法进行对比,发现Phillips-Twomey光滑化方法更适用于低信噪比反演.考察了Phillips-Twomey光滑化方法对信噪比的敏感程度,研究横向弛豫时间布点数、原始回波采集个数、回波串采集时间间隔等因素对反演结果的影响.研究表明Phillips-Twomey光滑化方法适用于横向弛豫时间的多指数反演,且容易实现非负约束,对信噪比要求比较低.

一种新的核磁共振弛豫谱反演算法

提出了一种新的基于整体迭代修正的核磁共振弛豫信号的多指数反演算法 ,对算法的具体实现过程进行了详细的论述 ,并通过算法实例处理与基于奇异值分解法的MAPⅡ算法的反演结果进行了对比 ,对比总结了不同信噪比下、不同布点方式下核磁共振弛豫谱的反演结果 ,表明在 16～ 64点对数均匀布点时SIRT反演结果能保证岩石、流体弛豫谱的真实性 ,该算法对岩心核磁共振实验分析以及核磁共振测井资料解释分析具有重要的参考价值。

用有限指数上升法提高核磁共振谱分辨率的计算机分析

本文对用有限指数上升(LIRE)加权处理来提高核磁共振谱分辨率的方法作了计算脱模拟与分析。结果表明:LIRE加权处理是一种较好地提高核磁共振谱分辨率的方法。文中的结果对使用LIRE加权法时参数的选择提供了有用的实验依据。

提高低信噪比核磁共振测井弛豫信息真实性回波处理方法

核磁共振(NMR)测井采集的回波信号(CPMG Echo Trains)不可避免地要受到噪声的影响,表现为在大中孔隙可动流体成分造成基线偏移、在微小孔隙束缚流体成分产生畸变,给反演解释工作带来极大的不确定性。针对低信噪比的核磁共振测井数据处理提出了基于奇异值分解法(SVD)滤波的核磁共振数据变换反演方法 BRD(Butler Reeds Dawson)。该方法利用Hankel矩阵与回波信号的相互构建关系,把回波信号的Hankel矩阵作为SVD滤波处理的信号矩阵,实现了对低信噪比回波信号的分解和滤波。结合BRD反演算法,利用SVD处理后的高信噪比全波列数据反演出流体的T2分布。在随后的模拟数据试验和实际数据处理中分解和滤波在确保可动流体成分和提高束缚流体成分在反演信息准确恢复上是有效的。

用核磁共振反演识别流体类型

最新发展的核磁共振测井技术使我们能够采用双等待时间和双回波间隔获得CPMG回波串。由于不同流体的T1弛豫时间和扩散系数不同．所以孔隙介质中不同流体的视T2分布也不同，因此可从视T2的变化来分析流体的类型和特性。本文提出了两种新的核磁共振反演方法．将T2作为回波间隔和等待时间的函数．通过分析不同的T2分布获得流体饱和度。第一种方法是FET(编辑T2分布识别流体类型)法，用一个位移矩阵将每种流体的T2分布与总T2分布连接起来．采用奇异值分解(SVD)或Butler—Reeds—Dawson(BRD)算法使测量的视T2分布和模拟的T2分布之间的差异减至最小，从而得到每一种流体的饱和度及其T2分布。第二种方法称为GIFT(球形反演识别流体类型)法，用一个球形展开矩阵调节T1、T2弛豫和扩散下的磁化强度的变化，将每一种流体的模拟T2分布与CPMG回波串联系起来．通过将模拟回波串与测量回波串间的差异减至最小，得到每一种流体的饱和度及其T2分布。以这些新方法为基础，我们还对每一种流体引入了一个电阻率和核测井导出的加权矩阵，以提高用FET和GIFT反演的精度。用这种加权矩阵把核磁共振、电阻率及核测井分析综合为一种模型，给出了油藏的地层评价的新解法。

核磁共振弛豫信号多指数反演新方法及其应用

提出一种新的基于整体迭代修正的核磁共振(NMR)驰豫信号多指数反演方法,并对新方法的具体实现过程和应用效果进行了详细讨论。通过算例,对新方法和基于奇异值分解的MAP-Ⅱ算法反演结果进行了对比,分别给出不同布点方式以及不同信噪比下NMR横向和纵向弛豫信号的多指数反演结果。结果表明,在16～64点对数均匀布点时,新方法明显优于MAP-Ⅱ,特别是在信噪比较低的情况下,仍然能保证弛豫谱的真实性,该方法可应用于岩心NMR实验分析以及NMR测井资料解释处理。

低场脉冲NMR横向弛豫信号的反演分析

从第一类积分方程的反演求解入手,推导出了适合低场脉冲核磁共振横向弛豫信号多指数反演的一种解谱算法。对解谱的具体过程进行了详细论述,并对不同信噪比、不同布点方式下的解谱结果进行了对比与分析。本算法对推广低场脉冲核磁共振分析测量技术的应用具有重要的参考价值。

核磁共振弛豫信号的多指数反演

从第一类积分方程的反演求解入手 ,推导出适合于岩石核磁共振弛豫时间多指数反演的两种算法 :奇异值分解 (singularvaluedecomposition)方法和变换反演算法 .对算法的具体实现过程进行了详细的论述 ,从理论和实例处理两方面分析讨论了两种算法的优缺点 .从解的自由度的角度 ,讨论解的分辨率及最优反演模型的选取原则 :SVD算法适合于信噪比较高的数据反演 ,变换反演算法适应于较低信噪比的数据反演 .在进行岩石核磁共振信号的多指数反演处理时 ,应优先选用变换反演算法 ,只有当原始数据的信噪比SNR≥ 80时 ,可选用SVD反演算法 .为保证T2 反演结果的真实性 ,T2 布点数应在 30～ 50个之间 .

基于常规岩心物性资料预测T2谱的方法

核磁共振测井对于地层流体的综合评价有着重要的作用,它也是储层开采以及解释疑难井的重要手段。为了解决井下核磁共振测井作业的参数选取问题,提高并增强井下作业的速度和效率,考虑到岩石孔隙内各流体的不同弛豫机理,开发一种预测核磁共振T_(2)谱的测前设计软件。测前设计软件由T_(2)谱构造、回波生成加噪、反演生成以及参数建议4个模块构成,能够预测地层的T_(2)谱形态,对提前认识待测量地层有重要的意义。实验结果表明,所设计软件操作简单、结果精确,可为核磁共振测井测前设计优化以及正反演等研究提供借鉴。

二维核磁共振变参量迭代快速反演方法

核磁共振二维谱应用在储层流体识别与评价中具有快速直观识别流体类型、储层参数估算精度高的特点,使之能高效率的完成测井资料解释工作,然而拥有稳健、可靠及计算快速的反演方法是获取高质量核磁共振二维谱的关键所在.通过对二维核磁共振子空间类型反演方法的大量研究,在奇异值截断公式上进行了分析和改进,使得反演方程组的奇异值矩阵能保留下更多的奇异值,为反演结果的保真性奠定基础,并对其进行分组处理使反演方程组的条件数降低,从而提高求解的稳定性;在迭代计算中提出变参量迭代算法,使求解更合理、快速及高效.在数值模拟中,变参量迭代快速反演方法能够准确地还原30×30、60×80扩散弛豫二维构造谱,计算用时都在1分钟内;在油水试验中,变参量迭代快速反演方法反演出的扩散—弛豫二维谱能够正确识别所测流体类型,含油饱和度估算结果的相对误差为0.6%,绝对误差为0.79%.变参量迭代快速反演方法能够快速有效得处理二维核磁共振数据,反演出的扩散一弛豫二维谱质量高,二维谱应用于解释中所得到的结论可靠性高,表明该方法具有一定应用价值.

隧道磁共振全弛豫信号三维反演研究

磁共振探测反演近些年得到较多的关注.传统的磁共振反演多为基于地面大线圈采集,基于初始振幅的反演,这种方法未考虑地下复杂的多孔地质环境,且限制了磁共振方法的应用范围.针对上述问题,本文尝试建立了基于隧道磁共振全弛豫信号的三维反演方法,在传统的磁共振三维正演核函数基础上,加入指数衰减项,在充分考虑地下电阻率不均匀体的情况下,采用有限元方法模拟了磁共振全弛豫信号响应.针对三维磁共振灵敏度矩阵的病态性和隧道中的电磁干扰,建立了考虑罚项的最小二乘目标函数,并结合实际对函数的解加以约束,利用基于不等式约束的最优化算法实现了三维反演.模型计算表明:本文的三维反演效果良好,不仅能实现掌子面前方含水异常体定位,而且能给出不同弛豫时间下的含水量信息,从而间接获知灾害水赋存状态,为隧道磁共振数据处理提供了一个可供借鉴的方法.

基于时间反演法的纤维增强复材/钢筋增强混凝土梁损伤监测研究

为识别纤维增强复材/钢筋(FRP/Steel)增强混凝土梁的损伤发展及损伤机理,采用压电陶瓷传感器对FRP/Steel增强混凝土梁进行损伤监测。利用时间反演法的自适应聚焦性质和良好的抗噪性质,分析四点弯曲加载下梁的损伤程度与归一化聚焦信号幅值的关系。试验结果表明:归一化聚焦信号幅值随着施加荷载的增大而减少;钢筋增强混凝土梁的归一化聚焦信号幅值衰减速度慢于FRP筋增强混凝土梁,说明在同等荷载作用下FRP筋增强混凝土梁的损伤程度大;将归一化聚焦信号幅值与梁的理论刚度指数进行对比发现,归一化聚焦信号幅值与理论刚度指数曲线吻合良好,其能够反映FRP/Steel增强混凝土梁的刚度退化情况。