本发明专利技术提供一种井下核磁共振波谱信号压缩感知采集方法与装置。该方法包括：对回波串信号稀疏采样，获取稀疏采样数据；获取所述稀疏采样数据对应的压缩感知矩阵，并根据所述稀疏采样数据和所述压缩感知矩阵，重构第一数据矩阵。该方法可在保证信息不损失的情况下，极大地减少了信号采集的时间和采集的数据量，提高了核磁共振测井效率。
【技术实现步骤摘要】
井下核磁共振波谱信号压缩感知采集方法与装置
本专利技术涉及核磁共振测井技术，尤其涉及一种井下核磁共振波谱信号压缩感知采集方法与装置。
技术介绍
随着核磁共振测井技术的不断发展，其所提供的信息已经从一维的T1-T2弛豫谱，向着二维T1-T2、T2-D和T2-G，以及三维T1-T2-D和T1-T2-G迅速发展。核磁共振测井能提供丰富的岩石物理信息，如饱和度、渗透率、孔隙度、孔隙尺寸和岩石润湿相等；核磁共振技术不可避免会涉及到回波串中数据点的采集和处理。现有的核磁共振技术需要采集大量的回波串数据点，然后根据这些数据点反演得到核磁共振谱；但是这种数据点采集方法会使采集数据过多，采集时间过长，从而造成整个核磁共振测井过程效率低下，不适用于现场的应用。
技术实现思路
本专利技术提供一种井下核磁共振波谱信号压缩感知采集方法，用于提高核磁共振测井效率。本专利技术提供一种井下核磁共振波谱信号压缩感知采集方法，包括：对回波串信号稀疏采样，获取稀疏采样数据，所述回波串信号是向地层发射核磁共振脉冲信号后由地层反射回来的信号；获取所述稀疏采样数据对应的压缩感知矩阵，并根据所述稀疏采样数据和所述压缩感知矩阵，重构第一数据矩阵。可选的，所述对回波串信号稀疏采样，获取稀疏采样数据，包括：在预设时间之前对所述回波串信号以第一密度采样，在所述预设时间之后以小于所述第一密度的密度对所述回波串信号采样。可选的，所述根据所述稀疏采样数据和所述压缩感知矩阵，重构第一数据矩阵，包括：根据获取所述压缩感知矩阵对应的伴随算子，其中，A为压缩感知矩阵，A*为A对应的伴随算子，q为采样概率；根据所述稀疏采样数据、所述压缩感知矩阵和所述伴随算子，重构所述第一数据矩阵。可选的，所述根据所述稀疏采样数据、所述压缩感知矩阵和所述伴随算子，重构所述第一数据矩阵，包括：根据预设初始解X0，获取第二数据矩阵Xk，其中，k为迭代次数，k的初始值为0；根据Xk+1＝Sτμ(Xk-τ·(A*(A(Xk)-Y))，获取第三数据矩阵Xk+1，其中，τ为第一经验值，μ为第二经验值，Y为所述稀疏采样数据，S为奇异值阈值截断算子；判断||Xk+1-Xk||F/||Xk+1||F是否小于预设迭代终止条件δ，其中F表示Frobenius范数；若是，则将所述第三数据矩阵Xk+1作为所述第一数据矩阵。可选的，若||Xk+1-Xk||F/||Xk+1||F大于或者等于所述预设迭代终止条件δ，则更新k的值，并返回执行根据Xk+1＝Sτμ(Xk-τ·(A*(A(Xk)-Y))，获取第三数据矩阵Xk+1，直到||Xk+1-Xk||F/||Xk+1||F小于所述预设迭代终止条件δ。本专利技术提供一种井下核磁共振波谱信号压缩感知采集装置，包括：采样模块，用于对回波串信号稀疏采样，获取稀疏采样数据，所述回波串信号是向地层发射核磁共振脉冲信号后由地层反射回来的信号；获取模块，用于获取所述稀疏采样数据对应的压缩感知矩阵；重构模块，用于根据所述稀疏采样数据和所述压缩感知矩阵，重构第一数据矩阵。可选的，所述采样模块具体用于在预设时间之前对所述回波串信号以第一密度采样，在所述预设时间之后以小于所述第一密度的密度对所述回波串信号采样。可选的，所述重构模块具体用于，根据获取所述压缩感知矩阵对应的伴随算子，其中，A为压缩感知矩阵，A*为A对应的伴随算子，q为采样概率；根据所述稀疏采样数据、所述压缩感知矩阵和所述伴随算子，重构所述第一数据矩阵。可选的，所述重构模块具体用于，根据预设初始解X0，获取第二数据矩阵Xk，其中，k为迭代次数，k的初始值为0；根据Xk+1＝Sτμ(Xk-τ·(A*(A(Xk)-Y))，获取第三数据矩阵Xk+1，其中，τ为第一经验值，μ为第二经验值，Y为所述稀疏采样数据，S为奇异值阈值截断算子；判断||Xk+1-Xk||F/||Xk+1||F是否小于预设迭代终止条件δ，其中F表示Frobenius范数；若是，则将所述第三数据矩阵Xk+1作为所述第一数据矩阵。本专利技术提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现方法中的步骤。本专利技术提供的井下核磁共振波谱信号压缩感知采集方法，首先通过对回波串信号稀疏采样，获取稀疏采样数据，然后获取所述稀疏采样数据对应的压缩感知矩阵，并根据所述稀疏采样数据和所述压缩感知矩阵，重构第一数据矩阵，即重构原始信号；在保证信息不损失的情况下，极大地减少了信号采集的时间和采集的数据量，提高了核磁共振测井效率。附图说明此处的附图被并入说明书中构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。图1为本专利技术提供的井下核磁共振波谱信号压缩感知采集方法的实施例一的示意图；图2为本专利技术提供的井下核磁共振波谱信号压缩感知采集方法的实施例二的示意图；图3为本专利技术提供的井下核磁共振波谱信号压缩感知采集方法的实施例三的示意图；图4为本专利技术提供的井下核磁共振波谱信号压缩感知采集装置的实施例一的示意图。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本专利技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本专利技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。本专利技术中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。现有的核磁共振数据点采集方法会使采集数据过多，采集时间过长，从而造成整个核磁共振测井过程效率低下，不适用于现场的应用。本专利技术提供一种井下核磁共振波谱信号压缩感知采集方法，通过对回波串信号进行稀疏采样，然后利用该有限的稀疏采样数据重构原始信号，在保证信息不损失的情况下，极大地减少了信号采集的时间和采集的数据量。图1为本专利技术提供的井下核磁共振波谱信号压缩感知采集方法的实施例一的示意图，如图1所示，本实施例提供的井下核磁共振波谱信号压缩感知采集方法，包括：步骤101、对回波串信号稀疏采样，获取稀疏采样数据，所述回波串信号是向地层发射核磁共振脉冲信号后由地层反射回来的信号。其中，在核磁共振测井技术中，将核磁共振测井设备下入井内后，通过向地层发射核磁共振脉冲信号来获取地层的岩石物理信息，该岩石物理信息携带在由地层反射回来的回波串信号中。由于，回波串信号一般呈指数衰减形式，所以核磁共振的能量主要集中在时域数据的起始部分，末尾部分能量被淹没在噪声中；因此，在对回波串信号进行稀疏采样时，可较多地在起始部分采样，在末尾部分的采样可适当减少。可选的，对回波串信号稀疏采样时，可在时域数据中的预设时间之前对所述回波串信号以第一密度采样，在所述预设时间之后以小于所述第一密度的密度对所述回波串信号采样。步骤102、获取所述稀疏采样数据对应的压缩感知矩阵，并根据所述稀疏采样数据和所述压缩感知矩阵，重构第一数据矩阵。其中，上述压缩感知矩阵是一个随机取样的线性算子A：An1×n2→Am；即该线性算子A可将一个n1×n2的矩阵转换为一个包含m个元素的向量。可选的，上述随机取本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种井下核磁共振波谱信号压缩感知采集方法，其特征在于，包括：对回波串信号稀疏采样，获取稀疏采样数据，所述回波串信号是向地层发射核磁共振脉冲信号后由地层反射回来的信号；获取所述稀疏采样数据对应的压缩感知矩阵，并根据所述稀疏采样数据和所述压缩感知矩阵，重构第一数据矩阵。
【技术特征摘要】
1.一种井下核磁共振波谱信号压缩感知采集方法，其特征在于，包括：对回波串信号稀疏采样，获取稀疏采样数据，所述回波串信号是向地层发射核磁共振脉冲信号后由地层反射回来的信号；获取所述稀疏采样数据对应的压缩感知矩阵，并根据所述稀疏采样数据和所述压缩感知矩阵，重构第一数据矩阵。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对回波串信号稀疏采样，获取稀疏采样数据，包括：在预设时间之前对所述回波串信号以第一密度采样，在所述预设时间之后以小于所述第一密度的密度对所述回波串信号采样。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述稀疏采样数据和所述压缩感知矩阵，重构第一数据矩阵，包括：根据获取所述压缩感知矩阵对应的伴随算子，其中，A为压缩感知矩阵，A*为A对应的伴随算子，q为采样概率；根据所述稀疏采样数据、所述压缩感知矩阵和所述伴随算子，重构所述第一数据矩阵。4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述稀疏采样数据、所述压缩感知矩阵和所述伴随算子，重构所述第一数据矩阵，包括：根据预设初始解X0，获取第二数据矩阵Xk，其中，k为迭代次数，k的初始值为0；根据Xk+1＝Sτμ(Xk-τ·(A*(A(Xk)-Y))，获取第三数据矩阵Xk+1，其中，τ为第一经验值，μ为第二经验值，Y为所述稀疏采样数据，S为奇异值阈值截断算子；判断||Xk+1-Xk||F/||Xk+1||F是否小于预设迭代终止条件δ，其中F表示Frobenius范数；若是，则将所述第三数据矩阵Xk+1作为所述第一数据矩阵。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：若||Xk+1-Xk||F/||Xk+1||F大于或者等于所述预设迭代终止条件δ，则更新k的值，并返回执行根据Xk+1...
【专利技术属性】
技术研发人员：廖广志，肖立志，顾森，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11
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