专利名称：降噪核磁共振测井回波信号的获得方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及核磁共振测井技术，尤其涉及一种降噪核磁共振测井回波信号的获得方法及装置。
背景技术：
在石油勘探领域，低场核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)由于磁场强度较低，自旋回波信号微弱，常常淹没于噪声中。为了获得理想的自旋回波信号，必须对采集到的自旋回波信号进行降噪处理。目前，一般采用滤波技术对自旋回波信号进行降噪处理。基于自适应滤波的自适应谱线增强(Adapitive Line Enhancement, ALE)技术是一种新型实效的降噪处理方法。 在ALE的自适应滤波器设计中，没有外部参考信号可以利用。由于窄带信号周期明显，宽带噪声周期性差，延迟一段时间后窄带信号的相关函数会显著地强于宽带噪声这一特征，将原始输入信号接入具有固定延迟的延迟线作为参考信号。因此，选取的合适的延迟时间，参考信号的宽带噪声和原始输入的宽带噪声相关性就会迅速减弱，而窄带周期信号的相关性不会受到影响，故可以实现较好的滤波降噪的作用，但是，由于选取了延迟时间，因此滤波后的回波信号存在相位漂移的问题。
发明内容
本发明提供一种降噪核磁共振测井回波信号的获得方法及装置，用以解决现有自适应谱线增强滤波技术中存在的回波信号相位漂移问题。本发明提供的一种降噪核磁共振测井回波信号的获得方法，包括模数转换单元接收核磁共振测井回波信号，并将所述核磁共振测井回波信号转化为数字回波信号；延迟模块接收所述数字回波信号，并对所述数字回波信号进行延时处理，以获得延时数字回波信号；有限单位冲激响应(Finite Impulse response，FIR)滤波器接收所述延时数字回波信号，并对所述延时数字回波信号进行滤波处理，以获得已滤波回波信号；快速傅立叶变换单元接收所述已滤波回波信号，并对所述已滤波回波信号进行快速傅立叶变换处理，以获得频率域已滤波回波信号；相位校正单元根据计数器获得的所述数字回波信号的延时个数对所述频率域已滤波回波信号进行相位校正，以获得相位校正已滤波回波信号；快速傅立叶反变换单元接收所述相位校正已滤波回波信号，并对所述相位校正已滤波回波信号进行快速傅立叶反变换处理，以获得降噪核磁共振测井回波信号。如上所述的降噪核磁共振测井回波信号的获得方法，其中，还包括误差计算单元对所述数字回波信号和所述已滤波回波信号进行作差，以获得误差；
滤波器系数单元根据所述误差及步长控制单元输出的步长获得滤波器系数，并以该滤波器系数来对所述有限单位冲激响应滤波器下一滤波周期的滤波器系数进行更新。如上所述的降噪核磁共振测井回波信号的获得方法，其中，所述步长控制单元输出的步长表示为μ (k) = l/(2xT(k)x(k))；其中，μ (k)为k时刻的步长；χ (k)采样序列；xT (k)为采样序列的转置；k = 0,1, . . . , N-I ；N为滤波器阶数，且N为自然数。如上所述的降噪核磁共振测井回波信号的获得方法，其中，所述滤波器系数单元根据所述误差及步长控制单元输出的步长获得滤波器系数采用如下公式W (k+1) = W (k) + [ μ (k) e (k) χ (k) ] / [b+xT (k) χ (k)]；其中，W (k)为第k个滤波器系数；W (k+1)为第k+Ι个滤波器系数；e (k)为k时刻误差；b是一个常数；μ (k)为k时刻的步长；χ (k)采样序列；xT (k)为采样序列的转置。如上所述的降噪核磁共振测井回波信号的获得方法，其中，所述快速傅立叶变换单元接收所述已滤波回波信号之前还包括饱和截断单元对所述有限单位冲激响应滤波器输出的所述已滤波回波信号进行截断处理。如上所述的降噪核磁共振测井回波信号的获得方法，其中，所述快速傅立叶变换
单元对所述已滤波回波信号进行快速傅立叶变换处理采用如下公式
权利要求
1.一种降噪核磁共振测井回波信号的获得方法，其特征在于，包括模数转换单元接收核磁共振测井回波信号，并将所述核磁共振测井回波信号转化为数字回波信号；延迟模块接收所述数字回波信号，并对所述数字回波信号进行延时处理，以获得延时数字回波信号；有限单位冲激响应滤波器接收所述延时数字回波信号，并对所述延时数字回波信号进行滤波处理，以获得已滤波回波信号；快速傅立叶变换单元接收所述已滤波回波信号，并对所述已滤波回波信号进行快速傅立叶变换处理，以获得频率域已滤波回波信号；相位校正单元根据计数器获得的所述数字回波信号的延时个数对所述频率域已滤波回波信号进行相位校正，以获得相位校正已滤波回波信号；快速傅立叶反变换单元接收所述相位校正已滤波回波信号，并对所述相位校正已滤波回波信号进行快速傅立叶反变换处理，以获得降噪核磁共振测井回波信号。
2.根据权利要求1所述的降噪核磁共振测井回波信号的获得方法，其特征在于，还包括误差计算单元对所述数字回波信号和所述已滤波回波信号进行作差，以获得误差； 滤波器系数单元根据所述误差及步长控制单元输出的步长获得滤波器系数，并以该滤波器系数来对所述有限单位冲激响应滤波器下一滤波周期的滤波器系数进行更新。
3.根据权利要求2所述的降噪核磁共振测井回波信号的获得方法，其特征在于， 所述步长控制单元输出的步长表示为μ (k) = l/(2xT(k)x(k))； 其中，μ (k)为k时刻的步长； x(k)采样序列； xT (k)为采样序列的转置； k = 0，1，…，N-I ；N为滤波器阶数，且N为自然数。
4.根据权利要求2或3所述的降噪核磁共振测井回波信号的获得方法，其特征在于， 所述滤波器系数单元根据所述误差及步长控制单元输出的步长获得滤波器系数采用如下公式ff(k+l) = ff(k) + [y (k)e(k)x(k)]/[b+xT(k)x(k)]；其中，W(k)为第k个滤波器系数；W(k+1)为第k+1个滤波器系数；e(k)为k时刻误差；b是一个常数；μ (k)为k时刻的步长；x(k)采样序列；xT (k)为采样序列的转置。
5.根据权利要求1或2或3所述的降噪核磁共振测井回波信号的获得方法，其特征在于，所述快速傅立叶变换单元接收所述已滤波回波信号之前还包括饱和截断单元对所述有限单位冲激响应滤波器输出的所述已滤波回波信号进行截断处理。
6.根据权利要求1或2或3所述的降噪核磁共振测井回波信号的获得方法，其特征在于，所述快速傅立叶变换单元对所述已滤波回波信号进行快速傅立叶变换处理采用如下公式
7.根据权利要求1或2或3所述的降噪核磁共振测井回波信号的获得方法，其特征在于，所述相位校正单元根据计数器获得的所述数字回波信号的延时个数对所述频率域已滤波回波信号进行相位校正采用如下公式
8.根据权利要求1或2或3所述的降噪核磁共振测井回波信号的获得方法，其特征在于，所述快速傅立叶反变换单元对所述相位校正已滤波回波信号进行快速傅立叶反变换处理采用如下公式
9.一种核磁共振测井回波信号降噪装置，其特征在于，包括模数转换单元，用于接收核磁共振测井回波信号，并将所述核磁共振测井回波信号转化为数字回波信号；延迟模块，用于接收所述数字回波信号，并对所述数字回波信号进行延时处理，以获得延时数字回波信号；有限单位冲激响应滤波器，用于接收所述延时数字回波信号，并对所述延时数字回波信号进行滤波处理，以获得已滤波回波信号；快速傅立叶变换单元，用于接收所述已滤波回波信号，并对所述已滤波回波信号进行快速傅立叶变换处理，以获得频率域已滤波回波信号；相位校正单元，用于根据计数器获得的所述数字回波信号的延时个数对所述频率域已滤波回波信号进行相位校正，以获得相位校正已滤波回波信号；快速傅立叶反变换单元，用于接收所述相位校正已滤波回波信号，并对所述相位校正已滤波回波信号进行快速傅立叶反变换处理，以获得降噪核磁共振测井回波信号。
10.根据权利要求9所述的核磁共振测井回波信号降噪装置，其特征在于，还包括误差计算单元，用于对所述数字回波信号和所述已滤波回波信号进行作差，以获得误差；步长控制单元，用于输出步长；滤波器系数单元，用于根据所述误差及所述步长获得滤波器系数，并以该滤波器系数来对所述有限单位冲激响应滤波器下一滤波周期的滤波器系数进行更新。
11.根据权利要求9或10所述的核磁共振测井回波信号降噪装置，其特征在于，还包括饱和截断单元，用于对所述有限单位冲激响应滤波器输出的所述已滤波回波信号进行截断处理。
全文摘要
本发明提供一种降噪核磁共振测井回波信号的获得方法及装置，方法包括模数转换单元将接收到的核磁共振测井回波信号转化为数字回波信号；延迟模块对数字回波信号进行延时处理，获得延时数字回波信号；有限单位冲激响应滤波器对延时数字回波信号进行滤波处理，获得已滤波回波信号；快速傅立叶变换单元对已滤波回波信号进行快速傅立叶变换处理，获得频率域已滤波回波信号；相位校正单元根据计数器获得的数字回波信号的延时个数对频率域已滤波回波信号进行相位校正，获得相位校正已滤波回波信号；快速傅立叶反变换单元对相位校正已滤波回波信号进行快速傅立叶反变换处理，获得降噪核磁共振测井回波信号。上述方案，消除了滤波中产生的相位漂移问题。
文档编号G01V3/32GK102565865SQ20111040404
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月7日 优先权日2011年12月7日
发明者于慧俊, 廖广志, 张晓玲, 肖立志, 谢庆明, 谢然红 申请人:中国石油大学(北京)