核磁共振测井正交检波滤波器算法研究

论文摘要

核磁共振测井通过对回波信号幅值和相位的反演处理能够得到各种与岩性无关的流体信息,从而对地层进行评价。测井仪器对回波信号峰值衰减曲线的测量结果直接影响到反演的准确度,因此有效对回波峰值进行测量是核磁共振测井的关键问题之一。在介绍了核磁共振回波信号检测原理的前提下,本文分析了回波信号具有随流体特性可变带宽的调幅信号、信噪比低、检测实时性要求高的特点。在此基础上,论文阐述了正交检波检测回波信号幅值和相位信息的原理。针对回波信号的测量,结合Matlab仿真本文对工程上最常用的正交检波算法(数字相敏检波算法)中平均式滤波器的性能进行了详细的分析,提出了其通、阻带特性差,在保证信号能量的情况下信号采样周期少,等效噪声带宽大、对回波中心偏移适应能力差的弊端。为了解决上述问题,本文提出以小波变换设计正交检波低通滤波器的方式来对回波进行检测。通过对小波变换原理的分析,小波变换具有时频可变窗,信号滤波无输出延时等特点。通过Matlab仿真,对比平均式滤波,其等效滤波器通、阻带特性好,在保证相同信号能量的情况下等效噪声带宽更小;可以通过分解层数的设置调节等效带宽;采样周期数多对回波中心偏移适应能力强。最后,为了满足回波检测实时性高的要求,本文对小波检波计算量进行了估算分析,依托TI公司DSP2812的工作频率对硬件计算速度进行合理假设,通过并行优计算,在假设前提下,小波检波可以满足实时性检测要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 核磁共振测井背景及现状
• 1.2 小波变换去噪背景及现状
• 1.3 论文的工作安排
• 2 核磁共振回波测量原理及相关因素
• 2.1 回波测量基本原理
• 2.2 回波信号测量相关因素
• 2.3 本章小结
• 3 平均式正交变换检测回波信号
• 3.1 正交变换理论
• 3.2 核磁共振回波信号的正交分解
• 3.3 模拟和数字正交变换
• 3.4 数字平均式正交检波
• 3.5 本章小结
• 4 小波变换理论及其回波检测应用
• 4.1 连续小波变换与离散小波变换
• 4.2 多分辨率分析与尺度空间
• 4.3 二尺度方程与多分辨率滤波器
• 4.4 小波变换信号处理
• 4.5 小波变换滤波器分析
• 4.6 本章小结
• 5 小波检波算法实时性分析
• 5.1 小波检波算法计算量分析
• 5.2 小波检波优化设计分析
• 5.3 本章小结
• 6 回波信号检测算法性能分析
• 6.1 回波信号检测
• 6.2 数字相敏检波检测回波信号
• 6.3 小波正交检波检测回波信号
• 6.4 本章小结
• 7 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表论文