[發明專利]多指數擬合核磁共振地下水探測信號弛豫時間譜提取方法

有效

• 申請號: 201110267854.2
• 申請日: 2011-09-10
• 公開（公告）號: CN102368095A
• 公開（公告）日: 2012-03-07
• 發明（設計）人: 孫淑琴;林君;王應吉;慧芳;蔣川東;田寶鳳;龐博
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28;G01V1/22
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 王立文

技術領域

本發明涉及一種地球物理探測過程中的特征參數提取方法，尤其是應用于核磁共振地下水探測儀器中，將測量到地下含水層的核磁共振信號進行弛豫時間譜的提取方法。?

背景技術

MRS(Magnetic?Resonance?Sounding，磁共振測深)地下水探測方法是一種直接勘查地下水的地球物理方法，與傳統的地球物理勘查地下水的方法相比具有高分辨力、高效率、信息量豐富和解唯一性等優點，不打鉆就可以確定出含水層的深度、厚度、含水率、含水層平均孔隙度。潘玉玲、張昌達編著《地面核磁共振找水理論和方法》(2000.8，武漢，中國地質大學出版社ISBN?7-5625-1551-4)中介紹了地下含水層中探測到核磁共振信號，可表示為?信號的三個特征參數E₀(初始振幅)、?(平均弛豫時間)和?(初始相位)分別與含水層的分布、厚度、平均含水率、滲透率和導電性等信息有著密切的聯系；f₀為共振頻率。?

地下水按照其賦存空間的地質構造不同一般可分為孔隙水、裂隙水和巖溶水三種。由于自由感應衰減FID(Free?Induction?Decay)信號按指數規律衰減，現有的參數提取方法均是將自由感應衰減信號FID視為單一平均指數衰減形式，即認為地下各個不同深度和厚度的含水層為均質各向同性區域，每個厚度范圍內的巖土顆粒大小相同。吉林大學2008年碩士研究生孫全強學位論文《核磁共振響應特征參數的提取方法研究》設計了單一指數核磁共振信號包絡曲線的擬合方法，初始振幅，平均弛豫時間及初始相位的提取方法。?

習曉紅，段清明，林君，尚新磊在《核磁共振信號頻率測量系統的設計與實現》(《吉林大學學報(信息科學版)》2008年第5期，文章編號：1671-5896(2008)05-0448-06)中提出了一種核磁共振頻率測量系統，該系統采用等精度頻率測量原理，由信號調理電路，CPLD和單片機等構成，實現了核磁信號的整形調理，信號有效段的判斷及核磁信號頻率測試的功能。?

吉林大學2008年碩士研究生高東旭學位論文《核磁共振找水儀弱信號放大器設計》針對核磁共振信號的特點(幅度、頻帶寬度、有效信號?長度等)并結合野外噪聲和干擾情況，提出了一種核磁共振微弱信號放大方案。該放大器由核磁共振前置放大器，寬帶濾波器，第二級放大器，窄帶選頻放大器，末級程控放大器組成，分級對環境噪聲抑制并實現對核磁共振信號的有效放大。?

吉林大學2009年碩士研究生李曉明學位論文《基于正交矢量放大的MRS信號采集模塊設計》提出了利用正交矢量放大的方法來實現MRS信號包絡的采集。正交矢量放大方法是通過鎖定放大器來實現的，正交矢量型鎖定放大器有同相通道和正交通道兩個通道，用兩路相位相差90°的參考信號對輸入信號進行相敏檢測，同時輸出同相分量和正交分量，再經低通濾波器濾除高頻成分，即可得到MRS信號的包絡。?

吉林大學2009年碩士研究生蔣川東學位論文《核磁共振地下水探測系統數據處理軟件的設計與應用》中提出了核磁共振地下水探測信號的消噪方法，包括數據疊加與濾波方法。文中提出了三種疊加方法(閾值疊加，加權疊加和統計疊加)應用于不同的噪聲水平。針對不同類型的噪聲，提出了三種濾波方法(等紋波逼近低通濾波器，滑動平均濾波器和自適應陷波器)通過以上的數據處理方法使信噪比得到了改善。利用單一指數MRS信號四個關鍵特征參數(初始振幅，平均衰減時間，初始相位和接收頻率)的提取方法，設計了數據處理軟件。?

林君，段清明，王應吉等在《核磁共振找水儀原理與應用》(2010，北京，科學出版社ISBN?978-7-03-028357-3)中系統介紹了核磁共振地下水探測儀弱信號檢測技術。包括弱信號調理放大技術，基于數字正交的自由感應衰減FID信號檢測技術。?

在肖立志，柴細元，孫寶喜等著，《核磁共振測井資料解釋與應用導論》石油工業出版社，2001，10，中提出，在核磁共振測井解釋中，利用自旋回波脈沖序列作為發射脈沖，測量得到一系列回波信號，通過數學計算獲得T₂譜。在陳華，潘克家，譚永基《核磁共振弛豫信號多指數反演新方法》(《測井技術》2009年第1期，文章編號：1004-1338(2009)01-0037-05)中指出，將核磁共振測井中的回波信號利用多指數擬合進行特征參數的提取。在核磁共振地下水探測領域，沒有利用自旋回波脈沖序列作為發射脈沖，無法測量到回波串。?