基于奇异值分解法的核磁共振测井反演研究

摘要

核磁共振（NMR）测井技术是最近几十年逐渐发展起来的一种技术，对于测井技术的发展具有重大的意义。核磁共振测井技术相比于传统的测井技术，不仅有比较理想的观测信号—氢核，而且勘测的原始信号不受岩石骨架的影响，是唯一能够提供与地层岩石无关的孔隙度信息，能够较好的提供地层渗透率、可动流体、油气含量等信息，适用于低孔隙度低渗透率和复杂特殊岩性的一种测井方法，克服了传统测井方法的缺陷。在目前世界上复杂油气资源的勘探中，大多数情况下都是利用核磁共振测井技术来解决低孔隙度低渗透率、复杂特殊岩性、束缚水、稠油等分析评价难题。
　　本文在基于核磁共振基本原理、弛豫过程、回波信号的产生以及流体的核磁共振性质的基础上，研究了一维和二维核磁共振测井的反演过程。反演过程是研究核磁共振测井最核心的内容，在本文研究中，分别对模拟回波信号及实际回波信号利用奇异值分解法进行反演，并对奇异值分解法引入了信噪比对奇异值进行截断处理，使得反演过程可以根据信噪比改善矩阵的病态性，得出更稳定的解。并且还对反演过程进行了非负的限制，保证了反演结果符合实际情况。
　　本文研究了一维核磁共振测井的T2谱分布，并由于T2谱分布上的油气水是有部分重叠的，且目前的研究多针对一维核磁共振测井，因此本文重点研究了二维核磁共振测井T2_D谱。核磁共振测井的原始回波信号信噪比低时会对反演结果会产生较大的误差，因此本文在此基础上，提出了利用小波变换的方法对原始回波信号进行降噪处理，实验证明模拟及实际信号经降噪后的反演效果相比于其他研究，能够得到较好的改善。本文还研究了截断奇异值法保留奇异值个数、布点数、信号采集参数等因素对于反演过程的影响，在信号采集及反演过程中各类的值不同会对反演结果产生不同的影响，对于本文研究的二维模型，保留适中的奇异值个数、布点数以及采用短回波间隔和高磁场梯度能够提高反演的精度和速度。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状及发展历史

1.3 本文主要研究内容

2 核磁共振测井原理

2.1 核磁共振现象的物理基础

2.2 弛豫过程

2.3 流体的核磁共振性质

2.4 本章小结

3 一维核磁共振测井T2谱反演研究

3.1 核磁共振原始数据

3.2 解谱模型的建立

3.3 数据正演

3.4 截断奇异值分解法反演

3.5 回波信号降噪

3.6 实际回波信号

3.7 本章小结

4 二维核磁共振测井反演研究

4.1 T2_D二维核磁共振测井解谱模型

4.2 数值模拟实验

4.3反演影响因素

4.4实际回波信号

4.5本章小结

5 核磁共振测井的解释与识别

5.1流体参数的解释模型

5.2流体的识别

5.3本章小结

6 总结与展望

6.1研究总结

6.2研究展望

致谢

参考文献