核磁共振弛豫信号的多指数反演及应用

利用核磁共振正演模拟信号对比分析了奇异值分解（SVD）算法和迭代Tikhonov正则化方法两种反演算法在不同布点数、不同布点方式、不同信噪比下核磁共振弛豫谱的反演结果。反演结果表明,SVD算法适合于信噪比较高（SNR〉50）的数据反演;迭代Tikhonov正则化方法适应于信噪比较低的数据反演。利用两种算法对核磁共振测井回波串数据进行反演,取得了良好的应用效果。     

基于奇异值分解的核磁共振测井T2谱反演方法的改进

核磁共振测井T2谱反演结果直接影响如孔隙度、渗透率、孔径分布等储层参数的计算和流体识别的准确性.给出了T2谱反演的线性方程组;利用矩阵奇异值分解法(SVD)求该方程组的解,通过对系数矩阵加阻尼项使得该方法数值解稳定,在布点数为11～128、信噪比大于25的情况下拟合精度较高,适用于高信噪比回波数据的反演,并且信噪比越高,反演的T2谱与构造谱的符合率越高.处理了大庆油田古89-47井1块岩心实验室NMR数据,结果表明,改进的SVD法可以快速、有效地反演核磁共振测井T2谱,奇异截止值对解谱效果影响小.利用迭代技术进行解的非负性约束,反演的T2谱和构造谱分布趋势一致,谱线光滑连续;大组分反演效果好,但小组分反演结果与构造谱相差较大,分辨率低;信噪比越高,反演所得的T2谱与构造谱的符合率越高.对无噪声理论回波数据、不同信噪比理论回波数据以及实验室岩心核磁共振测井实测资料进行处理并且与构造谱及实验室反演结果对比表明,该方法可以有效地反演核磁共振测井T2谱.     

基于球管模型核磁共振T_2谱反演新方法

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。改进传统的奇异值分解(SVD)方法,实现了共轭梯度(CG)法反演T2谱。已经证明,常规的对数均匀布点实际上是单纯以球形孔为基础的布点方式,以球管模型为基础,优化布点方式,改进反演核矩阵,从另一个角度实现了T2谱的优化反演。基于Tikhonov正则化思想,通过L曲线法确定正则化因子,得到正则化解作为初始解,并加入非负约束条件迭代得到最终解。正演数值模拟和实际岩心分析数据表明,改进的SVD和CG 2种方法都有很好的实用性。     

砂岩岩石核磁共振T_2谱定量表征

基于统计学中的正态分布模型和地质混合经验分布模型,应用图解法和矩法2种数学算法,对核磁共振T2谱进行定量表征研究,提取出核磁共振T2谱反映自身孔隙结构及流体赋存状态信息的16项特征变量。在此基础上,结合压汞孔喉分布资料分析了核磁共振定量参数的岩石物理意义,验证了核磁共振定量参数表征储层微观孔隙结构方法的可靠性。在核磁共振定量表征参数相关性分析基础上,优选参数进行储层渗透率和束缚水饱和度求取,与实际岩心分析资料对比,新模型计算效果良好。进一步结合地区储层产能特征,利用核磁共振T2谱定量表征参数对储层进行分类综合评价,在冀东油田某井区的实际应用效果表明,核磁共振T2谱定量参数在储层微观孔隙结构特征研究、储层渗透率及束缚水饱和度计算、储层综合分类等方面均具有良好的评价效果。     

核磁共振资料在碳酸盐岩储层评价中的应用

应用核磁共振资料研究碳酸盐岩储层孔隙结构和流体性质。在实验分析的基础上．通过岩心核磁共振横向驰豫时间(T2)与利用压汞资料得到的孔径进行对比．确定T2分布与孔径分布的对应关系及其刻度系数．从而为利用实际核磁共振测井资料研究孔、洞大小和分布奠定基础。此外．还利用T2分布研究有效储层孔隙度下限．并估算渗透率。最后．利用核磁共振测井资料对碳酸盐岩储层进行流体识别．包括标准T2分布法、移谱法和差谱法。     

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。     

基于CUDA的测井数据并行处理方法初探

测井数据处理程序大多基于CPU的串行程序,在处理信息量较大或算法较为复杂的数据时,处理速度难以满足实际需求。探索了GPU并行处理技术在测井数据处理中的应用;在CUDA(Compute Unified Device Architecture)平台上实现了基于GPU的核磁共振T_2谱反演算法程序;对T_2谱反演程序进行了详细分析,在移植到CUDA平台时对程序的访存模式进行了优化。对基于CPU和GPU的测井数据处理程序进行了对比实验,测试的T_2谱反演程序获得了约18倍的加速比,表明基于GPU的处理程序具有明显的效率优势。     

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。     

用核磁T2谱法评价原始气藏流体饱和度——以大庆深层火山岩复杂气藏为例

从油气藏形成机理与油气藏饱和度主控制因素入手，研究了饱和度与毛管压力关系，利用毛管压力饱和度理论构建核磁共振T2分布谱的毛管压力，建立了核磁T2分布谱法评价原始油气藏流体饱和度的新模型。在大庆深层天然气藏饱和度评价中运用该模型进行了含水（气）饱和度处理，结果表明核磁T2谱饱和度处理结果与取心分析饱和度和生产测试饱和度一致性好，认为用核磁T2谱法原始油气藏流体饱和度评价，对复杂、疑难储集层的测井饱和度解释具有实际应用意义。     

一种新型核磁原理分析和弛豫方法研究

核磁共振测井是能同时提供渗透率、孔隙度、束缚水饱和度等地层参数的一种测井手段,利用储层中氢核的核磁共振性质来判断地层中各种孔隙度情况,受核磁共振元素影响导致不同地层中氢核元素分布会发生改变,来判断储层孔隙中的流体性质,并结合不同流体的弛豫谱时间差异来判断储层中不同流体性质的T2谱分布,区分出孔隙中油、气和水的T 2分布谱,从而分析算出地层含水饱和度。从其基本原理入手,分析了核磁矩算法原理、原子核的自旋量子数和磁矩关系、核磁矩的取向和能量分析等方面,并通过实验来测定硫酸铜水溶液中氢原子核的核磁共振弛豫时间T1、T2随CuSO4浓度的变化关系,同时对本次结论进行理论方面阐述和合理性分析。     

时间域航空电磁横向分段组合约束反演

在时间域航空电磁数据反演过程中,为了保证反演结果的横向连续性,往往施加横向粗糙度约束。但是这种横向约束反演需要多个测点同时计算,当测点数增加到一定数量时,计算时间会急剧增加。针对时间域航空电磁数据量巨大的问题,提出了一种横向分段组合约束反演方案。首先,对测线上的测点数据进行分段;然后,对每一数据段同时使用横向和垂向粗糙度约束,并且在数据段之间使用横向先验信息约束;最后,分析横向和垂向粗糙度约束以及横向先验信息约束对反演精度和计算时间的影响。此方案通过分段以减少计算时间,使用横向和垂向粗糙度约束保证较高的反演精度。理论模型和实测数据的计算结果验证了横向分段组合约束反演方案反演精度高,计算时间较少,具有一定的实用性。     

MT资料的遗传法反演

在简述遗传优化算法的基本原理,分析大地理电测深资料反演的特点和滩点的基础上,提出了将遗传算法引入ＭＴ数据反演的思路,针对ＭＴ资料反 特殊性,对常用的遗传算法进行改进。取消二进制编码和解码过程。     

核磁共振横向弛豫时间谱高斯混合聚类及应用

为使核磁共振测井横向弛豫时间(T2)谱的定量表征结果更为直观地反映储集层类型和孔隙结构,提出基于高斯混合模型(GMM)的T2谱无监督聚类和孔隙结构定量识别方法.首先对T2谱数据进行主成分降维,减弱数据间的相关性;其次采用高斯混合模型概率密度函数对降维数据进行拟合,结合期望值最大化算法和赤池信息准则变化率得到模型参数和最...     

基于遗传算法的核磁共振测井反演算法布点方式

研究了核磁共振测井中横向弛豫时间T_2的布点方式,通过对一定范围内T_2过量的预布点,再设计合适的适应度函数并使用遗传算法来选择优化的布点方式,该布点方式半自动地确定了布点数和不均匀的布点间隔。数值实验表明这种布点方式对应的系数矩阵的条件数较对数均匀布点减小了多个数量级,特别在布点数为24时减小了约7个数量级。通过截断奇异值分解(TSVD)反演算法验证这种布点方式对一维核磁共振反演谱准确性的改善。这种布点方式理论上可以改进所有使用横向弛豫时间T_2预布点的反演算法,有助于解决测量回波信号低信噪比的问题。     

应用SVD约束的迭代反演混叠噪声压制方法

超高效混叠采集技术可实现多组震源同时激发产生地震波场,大幅度提高采集效率,但往往会导致相邻震源之间产生波场交叉而相互干涉,显著降低地震数据的信噪比.为此,提出一种基于奇异值分解(SVD)约束迭代反演的混叠噪声压制方法.首先以选定区域的混叠噪声奇异值对混叠数据的奇异值向量进行约束,然后利用迭代反演的策略逐步更新混叠数据的...     

核磁共振多指数反演新方法应用

提出一种核磁共振弛豫反演的新算法。将反演结果与采用工业界广泛接受的方法得出的反演结果进行了对比,验证了新方法的优越性。本文详细讨论新方法在岩心分析及实际测井数据处理中的应用。     

A time domain induced polarization relaxation time spectrum inversion method based on a damping factor and residual correction

Relaxation time spectra （RTS） derived from time domain induced polarization data （TDIP） are helpful to assess oil reservoir pore structures. However, due to the sensitivity to the signal-to-noise ratio （SNR）, the inversion accuracy of the traditional singular value decomposition （SVD） inversion method reduces with a decrease of SNR. In order to enhance the inversion accuracy and improve robustness of the inversion method to the SNR, an improved inversion method, based on damping factor and spectrum component residual correction, is proposed in this study. The numerical inversion results show that the oscillation of the RTS derived from the SVD method increased with a decrease of SNR, which makes it impossible to get accurate inversion components. However, the SNR has little influence on inversion components of the improved method, and the RTS has high inversion accuracy and robustness. Moreover, RTS derived from core sample data is basically in accord with the pore-size distribution curve, and the RTS derived from the actual induced polarization logging data is smooth and continuous, which indicates that the improved method is practicable.     

地质规律约束下的波阻抗反演

地质规律约束下的波阻抗反演是一种以褶积模型为基础的改进的波阻抗反演方法。针对波阻抗反演中的难点，充分考虑了沉积模式的特征，建立了地层波阻抗模型；同时采用贝叶斯估计理论作为地震波阻反演的准则，建立目标函数；在约束条件中加入构造倾角的影响，借助于模拟退火算法，在地质规律的约束下利用地震资料求取地层波阻抗。理论模型的计算结果表明，反演方法是切实可行的。     

评价低渗透率砂泥岩岩心渗透性的方法研究

提出了利用核磁谱评价岩心渗透率的方法,根据核磁共振理论研究了低渗透岩心核磁共振谱特征,分析了岩心在离心前后T2(横向弛豫时间)谱差异原因。利用岩心离心前后T2谱的差异建立新的模型分析岩心的渗透性,将分析结果与Coates模型和SDR模型计算结果进行对比,新模型计算结果在渗透率较低时与岩心分析结果的符合度最高,说明该方法可以为利用岩心核磁谱预测岩心渗透率提供依据。