基于双参数正则化的核磁共振回波数据反演方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于双参数正则化的核磁共振回波数据反演方法及装置，包括：采集核磁共振回波数据，根据Tikhonov方法对应的目标函数和最大熵方法对应的目标函数，构造反演方法目标函数，并根据Tikhonov方法对应的目标函数的最优正则化参数和最大熵方法对应的目标函数的最优正则化参数获取反演方法目标函数的最优正则化参数，将核磁共振回波数据和反演方法目标函数的最优正则化参数代入反演方法目标函数求解，得到核磁共振回波数据反演结果。本发明专利技术提供的基于双参数正则化的核磁共振回波数据反演方法及装置能够得到高精度的核磁共振回波数据反演结果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油气勘探中测井数据处理
，尤其涉及一种基于双参数正则化的核磁共振回波数据反演方法及装置。
技术介绍
核磁共振测井采集的原始回波串数据，需要通过反演得到核磁共振谱，才能进一步评价地层孔隙度、渗透率、流体类型、流体饱和度、孔径分布、地层润湿性以及原油粘度等储层参数，反演的核磁共振谱的精度直接关系着核磁共振测井解释成果的质量。因此，研究稳定、高精度的核磁共振回波数据反演方法具有重要意义。现有的核磁共振回波数据反演方法可分为线性反演和非线性反演两类。线性反演方法以截断奇异值分解法(TruncatedSingularValueDecomposition，简记为TSVD)和Tikhonov正则化方法为主；非线性反演方法包括蒙特卡洛方法和最大熵方法等。上述方法对应的目标函数的解即为核磁共振回波数据反演的结果，目标函数通常包括残差约束项和正则化项。但是上述方法无法同时兼顾解的平滑性和稀疏性，从而影响核磁共振回波数据反演的精度。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于双参数正则化的核磁共振回波数据反演方法及装置，以克服现有技术中核磁共振回波数据反演方法无法兼顾解的平滑性和稀疏性造成的核磁共振回波数据反演精度低的技术问题。本专利技术提供一种基于双参数正则化的核磁共振回波数据反演方法，包括：采集核磁共振回波数据；根据Tikhonov方法对应的目标函数和最大熵方法对应的目标函数，构造反演方法目标函数；获取所述Tikhonov方法对应的目标函数的最优正则化参数α1、所述最大熵方法对应的目标函数的最优正则化参数β1，并根据所述α1和所述β1获取所述反演方法目标函数的最优正则化参数；将所述核磁共振回波数据及所述反演方法目标函数的最优正则化参数代入所述反演方法目标函数求解，得到核磁共振回波数据的反演结果。本专利技术还提供一种基于双参数正则化的核磁共振回波数据反演装置，包括：数据采集模块，用于采集核磁共振回波数据；目标函数构造模块，用于根据Tikhonov方法对应的目标函数和最大熵方法对应的目标函数，构造反演方法目标函数；最优正则化参数获取模块，用于获取所述Tikhonov方法对应的目标函数的最优正则化参数α1和所述最大熵方法对应的目标函数的最优正则化参数β1，并根据所述α1和所述β1获取所述反演方法目标函数的最优正则化参数；数据反演模块，用于将所述核磁共振回波数据及所述反演方法目标函数的最优正则化参数代入所述反演方法目标函数求解，得到核磁共振回波数据的反演结果。本实施例通过根据Tikhonov方法对应的目标函数和最大熵方法对应的目标函数，构造反演方法目标函数，并根据Tikhonov方法对应的目标函数的最优正则化参数和最大熵方法对应的目标函数的最优正则化参数得到反演方法目标函数的最优正则化参数，最后将反演方法目标函数的最优正则化参数代入构造的反演方法目标函数求解，得到核磁共振回波数据的反演结果，实现了核磁共振回波数据反演方法同时兼顾解的平滑性和稀疏性，得到了高精度的核磁共振回波数据的反演结果。附图说明图1为本专利技术基于双参数正则化的核磁共振回波数据反演方法实施例一的流程图；图2为本专利技术方法实施例中模拟的横向弛豫时间T2分布模型示意图；图3为本专利技术方法实施例中未加噪声的核磁共振回波数据以及施加了噪声的核磁共振回波数据示意图；图4为根据本专利技术反演方法对图3中施加了噪声的核磁共振回波数据反演得到的横向弛豫时间T2分布与图2中模拟的横向弛豫时间T2分布模型的对比图；图5为本专利技术基于双参数正则化的核磁共振回波数据反演装置实施例一的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。核磁共振测井采集的原始回波串数据，需要通过反演得到核磁共振谱，才能进一步确定石油储层的参数。其中，反演的核磁共振谱的精度直接关系着核磁共振测井解释成果的质量。因此，研究稳定、高精度的核磁共振回波数据反演方法具有重要意义。由于现有技术无法同时兼顾解的平滑性和稀疏性，影响了核磁共振回波数据反演的精度。本专利技术提出一种可以同时兼顾解的平滑性和稀疏性的核磁共振回波数据反演方法。图1为本专利技术基于双参数正则化的核磁共振回波数据反演方法实施例一的流程图。该方法可以通过基于双参数正则化的核磁共振回波数据反演装置实现，该装置可以通过软件和/或硬件实现。该装置还可以被配置到计算机或服务器中实现。如图1所示，本实施例的方法可以包括：步骤S101、采集核磁共振回波数据；步骤S102、根据Tikhonov方法对应的目标函数和最大熵方法对应的目标函数，构造反演方法目标函数；步骤S103、获取Tikhonov方法对应的目标函数的最优正则化参数α1和最大熵方法对应的目标函数的最优正则化参数β1，并根据α1和β1获取反演方法目标函数的最优正则化参数；步骤S104、将核磁共振回波数据及反演方法目标函数的最优正则化参数代入反演方法目标函数求解，得到核磁共振回波数据的反演结果。在具体实现过程中，Tikhonov正则化方法对其目标函数的解施加线性约束，正则化项采用解的l2范数，使得其目标函数的解具有平滑性。最大熵方法对其目标函数的解施加非线性约束，正则化项既包含了解的Shannon熵信息又因为采用解的l1范数，使得其目标函数的解具有稀疏性。因此，本专利技术根据Tikhonov方法对应的目标函数和最大熵方法对应的目标函数，构造反演方法目标函数，并将Tikhonov方法对应的目标函数的最优正则化参数及最大熵方法对应的目标函数的最优正则化参数代入构造的反演方法目标函数求解，使得到的解兼顾平滑性和稀疏性，得到了高精确度的核磁共振回波数据反演结果。本实施例中采用核磁共振仪采集到核磁共振回波数据后输送至计算机，计算机采用步骤S102～步骤S104的核磁共振数据反演方法对采集到的核磁共振回波数据进行处理得到核磁共振回波数据反演结果，然后将核磁共振回波数据反演结果输出。具体地，在步骤S101中，采用核磁共振仪采集核磁共振回波数据，将其输送至计算机进行数据处理。在步骤S102中，Tikhonov方法对应的目标函数包括残差约束项和正则化项两项，最大熵方法对应的目标函数也包括残差约束项和正则化项，根据Tikhonov方法对应的目标函数的正则化项和最大熵方法对应的目标函数的正则化项，构造反演方法目标函数。其中，反演方法目标函数的解就是本专利技术反演方法对核磁共振回波数据的反演结果。在步骤S103中，Tikhonov方法对应的目标函数的正则化参数是一个变化的值，当残差约束项随其正则化参数变化的斜率为某个设定的阈值时，将此时的正则化参数作为最优正则化参数。最大熵方法对应的目标函数的正则化参数也是一个变化的值，当残差约束项随其正则化参数变化的斜率为某个设定的阈值时，将此时的正则化参数作为最优正则化参数。因此，根据Tikhonov方法对应的目标函数的最优正则化参数和最大熵方法对应的目标函数的最优正则化参数，通过选取一定的权重值，可以获取反演方法目标函数的最优正则化参本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于双参数正则化的核磁共振回波数据反演方法，其特征在于，包括：采集核磁共振回波数据；根据Tikhonov方法对应的目标函数和最大熵方法对应的目标函数，构造反演方法目标函数；获取所述Tikhonov方法对应的目标函数的最优正则化参数α1和所述最大熵方法对应的目标函数的最优正则化参数β1，并根据所述α1和所述β1获取所述反演方法目标函数的最优正则化参数；将所述核磁共振回波数据以及所述反演方法目标函数的最优正则化参数代入所述反演方法目标函数求解，得到核磁共振回波数据的反演结果。

【技术特征摘要】
1.一种基于双参数正则化的核磁共振回波数据反演方法，其特征在于，包括：采集核磁共振回波数据；根据Tikhonov方法对应的目标函数和最大熵方法对应的目标函数，构造反演方法目标函数；获取所述Tikhonov方法对应的目标函数的最优正则化参数α1和所述最大熵方法对应的目标函数的最优正则化参数β1，并根据所述α1和所述β1获取所述反演方法目标函数的最优正则化参数；将所述核磁共振回波数据以及所述反演方法目标函数的最优正则化参数代入所述反演方法目标函数求解，得到核磁共振回波数据的反演结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Tikhonov方法对应的目标函数为：其中，W为对角矩阵，A为预设核矩阵，b为核磁共振回波数据，L为离散化的预设导数算子，为正则化项，α为正则化参数；所述最大熵方法对应的目标函数为：其中，W为对角矩阵，A为预设核矩阵，b为核磁共振回波数据，L为离散化的预设导数算子，p为解的权重系数或先验概率，β为最大熵方法对应的目标函数的正则化参数；所述根据所述Tikhonov方法对应的目标函数和所述最大熵方法对应的目标函数，构造所述反演方法目标函数，包括：根据所述Tikhonov方法对应的目标函数的正则化项和所述最大熵方法对应的目标函数的正则化项，构造所述反演方法目标函数；所述反演方法目标函数如公式三所示：3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取Tikhonov方法对应的目标函数的最优正则化参数α1，包括：设定所述正则化参数α的取值范围；从所述正则化参数α的取值范围中选取所述正则化参数α的初始值，求解所述Tikhonov方法对应的目标函数，得到f；通过公式四获取双对数坐标下，残差l2范数随正则化参数α变化的斜率：若不成立，则更新正则化参数α，直至成立时停止，其中，tol为预设阈值，且0<tol<1；取时的正则化参数α作为所述Tikhonov方法对应的目标函数的最优正则化参数α1。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述更新正则化参数α，包括：当小于tol时，则增大所述正则化参数α；当大于tol时，则减小所述正则化参数α。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取最大熵方法对应的目标函数的最优正则化参数β...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢然红，金国文，邹友龙，郭江峰，刘秘，高伦，
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