核磁共振智能自适应数据采集和处理方法与装置制造方法及图纸

本申请实施例提供一种核磁共振智能自适应数据采集和处理方法与装置，涉及数据处理技术领域，方法包括：在初始观测模式下，为仪器设置初始的测量参数，以及，利用测量参数的值进行脉冲序列的发射与数据采集；对采集到的数据进行预处理和反演，得到反演结果；根据反演结果对测量参数进行优化，以及根据优化的测量参数进行下一轮的脉冲序列的发射与数据采集，达到提高井下核磁共振测井数据采集质量并降低井下核磁共振仪器发射能耗，进而获得更加高效、准确的实现地层流体信号的探测，为储层评价提供高质量的数据。价提供高质量的数据。价提供高质量的数据。

【技术实现步骤摘要】
核磁共振智能自适应数据采集和处理方法与装置


[0001]本申请涉及数据处理
，尤其涉及一种核磁共振智能自适应数据采集和处理方法与装置。

技术介绍

[0002]测井技术是井中的一套地球物理测量方法，它能够通过超声波、核磁共振、电等方法对井的侧剖面进行探测，获得连续不断的地球上的物理信息，且测井技术在石油的探测方面发挥着举足轻重的作用。随钻核磁共振测井(或称随钻测井)和电缆核磁共振测井(或称电缆测井)是两种常见的测井方法，上述两种核磁共振测井方法相比于其他测井方式最大的特点在于响应信号与岩石骨架无关。具体的，电缆测井用电缆进行井下向地面数据传输，电缆传输速率最高可达500kb/s，且井下核磁共振回波数据、质量控制数据和仪器运动状态数据经过处理之后可以实时传到地面；另外，电缆测井中电缆不仅可以进行数据传输，而且也承担着地面向井下仪器供电的任务。所以电缆测井不关心测井仪器能耗问题。与电缆测井相比，随钻测井相比于电缆测井的优势在于可以测量大斜度井和水平井，而且可以测量到未侵入层的地层信息，为地质学家提供梦寐以求的原始地层参数进行地质导向。随钻测井的数据传输方式为泥浆脉冲，其传输速率最高为50bit/s数据传输速率较低，很难实现井下核磁数据的实时传输。并且，随钻测井没有像电缆测井一样有地面电力的直接供应，其通过涡轮发电机和井下电池组供电，因此对井下仪器要求及其严格。而随钻核磁测井过程中需要发射大功率射频脉冲，测量过程中仪器的功耗取决于测量参数的设置，而测量参数又影响着采集的数据质量，所以井下核磁测井仪器测量参数的选择至关重要。作业时，回波个数太多则存在测量冗余，造成功耗浪费；回波个数太少则会造成流体长弛豫组分测量不够充分，降低数据质量。因此需要根据地层和流体特性实时优化测量参数来提高数据质量、降低仪器功耗。

技术实现思路

[0003]本申请实施例提供一种核磁共振智能自适应数据采集和处理方法与装置，用于提高井下核磁共振测井数据采集质量并降低井下核磁共振仪器发射能耗，进而获得更加高效、准确的实现地层流体信号的探测。
[0004]第一方面，本申请实施例提供一种核磁共振智能自适应数据采集和处理装置，所述装置包括：
[0005]自适核磁共振数据采集主控电路；其中，所述主控电路，用于对采集到的回波数据进行预处理和反演，得到反演结果。其中，所述预处理用于剔除噪声对于所述回波数据的干扰，所述反演用于得到地层T2谱并进行地层参数计算；
[0006]所述主控电路，还用于根据反演结果确定地层属性，并且根据地层属性实时改变观测模式，根据观测模式匹配相应的测量参数的值，以及利用所述测量参数进行新一轮脉冲序列的发射与数据采集；其中，所述观测模式包括非储层观测模式或储层观测模式；所述
非储层观测模式为应用于地层属性为非储层的观测模式；所述储层观测模式为应用于地层属性为储层的观测模式。
[0007]可选的，所述地层属性包括储层和非储层；所述主控电路，具体用于当所述地层属性为储层时，确定所述当前观测模式为储层观测模式；
[0008]当所述地层属性为非储层时，确定所述当前观测模式为所述非储层观测模式。
[0009]可选的，所述采集参数包括：极化时间TW、回波间隔TE、回波个数NE以及叠加次数RN；所述脉冲序列为90
°‑
180
°‑
180℃PMG脉冲序列。
[0010]可选的，所述预处理包括：相敏检波、交叉相位对或相位旋转；所述反演包括井下快速奇异值分解SVD反演算法。
[0011]可选的，所述储层和非储层观测模式中满足关系：T
W
>3T1和3N
E
T
E
>T
2,max
。
[0012]所述非储层观测模式中测量参数为：一个长极化时间测量，测量参数为，T
W1
为9s，T
E1
为0.9ms，N
E1
为100；四个短极化时间测量，测量参数为，T
W2
为0.2s，T
E2
为0.6ms，N
E2
为10。
[0013]所述储层观测模式中测量参数为：一个长极化时间测量，测量参数为，T
W1
为9s，T
E1
为0.9ms，N
E1
为800；四个短极化时间测量，测量参数为，T
W2
为0.2s，T
E2
为0.6ms，N
E2
为10。所述T
W
为极化时间，T
E
为回波间隔，N
E
为回波个数，T1为横向弛豫时间，T2为纵向弛豫时间。
[0014]可选的，所述主控电路包括下述多项：通信模块、数据处理模块、数据存储模块和时序控制模块。所述通信模块用于与地面系统进行通信；所述数据处理模块用于对原始回波数据的预处理与T2反演；所述数据存储模块用于存储经相敏检波后的实部与虚部信号以及反演的到的T2谱；所述时序控制模块用于产生控制时序，控制其他电路产生射频脉冲以及对模拟回波信号的调理与采集。可选的，所述通信模块包括下述多项：CAN通信模块、RS
‑
485通信模块和SPI通信模块；
[0015]所述CAN通信模块作用是在测井过程中与地面系统进行通信，地面系统向主控电路下发配置参数进行参数配置，并控制作业的开始与停止；作业时主控电路将一些关键的地层参数与当前仪器状态上传至地面；
[0016]所述RS
‑
485通信模块作用为在地面上位机通过RS
‑
485模块与核磁测井仪器进行通信，一方面完成仪器的扫频与刻度，另一方面将在井下作业时存储在存储模块中的回波数据读取出来；
[0017]所述SPI模块作用是完成主控电路中DSP与FPGA之间的通信，通信时DSP作为主机，FPGA作为从机。一方面DSP将下一轮测量参数通过SPI模块下发至FPGA,另一方面FPGA将采集的原始回波数据经过相敏检波得到的实部与虚部信号传回DSP。
[0018]可选的，所述数据存储模块包括NAND FLASH控制器和NAND FLASH高温存储芯片。其中，所述NAND FLASH控制器完成数据向存储器的读、写、擦除以及坏块管理、数据校验和断电恢复；所述数据存储模块用于在作业时一方面将采集的原始回波数据经过相敏检波后得到的实部和虚部信号进行存储，另一方面将反演的到的T2谱进行存储；在作业结束后，在地面通过特定指令将数据上传。
[0019]可选的，所述时序控制模块，包括发射时序、隔离时序、泄放时序和采集时序；所述发射时序，用于根据所述采集参数的值产生相应的数字时序信号，经过功率放大电路和天线驱动电路控制天线产生CPMG脉冲序列；
[0020]所述泄放时序，用于为核磁共振NMR采用储能电容来提供发射射频脉冲所需的能
量；
[0021]所述隔离时序，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核磁共振智能自适应数据采集和处理装置，其特征在于，所述装置包括：自适核磁共振数据采集主控电路；其中，所述主控电路，用于对采集到的回波数据进行预处理和反演，得到反演结果；所述预处理用于剔除噪声对于所述回波数据的干扰；所述反演用于得到地层T2谱并进行地层参数计算；所述主控电路，还用于根据反演结果确定地层属性，并且根据地层属性实时改变观测模式，根据观测模式匹配相应的采集参数的值，以及利用所述采集参数进行新一轮脉冲序列的发射与数据采集；其中，所述观测模式包括非储层观测模式或储层观测模式；所述非储层观测模式为应用于地层属性为非储层的观测模式；所述储层观测模式为应用于地层属性为储层的观测模式。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述地层属性包括储层和非储层；所述主控电路，具体用于当所述地层属性为储层时，确定所述当前观测模式为储层观测模式；当所述地层属性为非储层时，确定所述当前观测模式为所述非储层观测模式。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述采集参数包括：极化时间T
W
、回波间隔T
E
、回波个数N
E
以及叠加次数R
N
；所述脉冲序列为90
°‑
180
°‑
180℃PMG脉冲序列。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的装置，其特征在于，所述预处理包括：相敏检波、交叉相位对或相位旋转；所述反演包括井下快速奇异值分解SVD反演算法。5.根据权利要求1
‑
3任一项所述的装置，其特征在于，所述非储层观测模式中测量参数为：一个长极化时间测量，测量参数为，T
W1
为9s，T
E1
为0.9ms，N
E1
为100；四个短极化时间测量，测量参数为，T
W2
为0.2s，T
E2
为0.6ms，N
E2
为10；所述储层观测模式中测量参数为：一个长极化时间测量，测量参数为，T
W1
为9s，T
E1
为0.9ms，N
E1
为800；四个短极化时间测量，测量参数为，T
W2
为0.2s，T
E2
为0.6ms，N
E2
为10；所述T
W
为极化时间，T
E
为回波间隔，N
E
为回波个数。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主控电路包括下述的一项或多项：通信模块、数据处理模块、数据存储模块或时序控制模块；所述通信模块用于与地面系统进行通信；所述数据处理模块用于对原始回波数据的预处理与T2反演；所述数据存储模块用于存储经相敏检波后的实部与虚部信号以及反演的到的...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖广志，肖立志，侯学理，程智勇，师光辉，李楠，胡法龙，朱万里，孙威，钟剑，李长喜，王雷，孙佩，方璐，刘育博，张家伟，冉晓军，李凡，
申请(专利权)人：中国石油集团测井有限公司中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：