基于先验信息约束的核磁共振数据反演新方法

针对核磁共振(NMR)测井T2谱短弛豫组分反演不精确的问题,提出一种基于先验信息约束的NMR反演新方法(ILT+)。首先利用积分变换方法直接从核磁共振原始回波数据中提取先验信息,具体为利用指数双曲正弦变换方法(ESHT)计算T_2谱锥形区域面积,利用梅林变换方法(MT)计算T_2的ω次幂的均值(〈T_2~ω〉);然后将提取的先验信息作为约束条件构造新的目标函数并反演求解。数值模拟和实际井资料处理结果表明:同时施加两种先验信息作为约束条件的ILT+方法综合了单独施加时的ILT+方法的优点,提高了T_2谱短弛豫组分的反演精度。新方法对于小孔占优的致密砂岩、页岩等非常规储层的NMR回波数据反演具有广阔的应用前景。     

利用Phillips-Twomey方法对核磁共振弛豫测量结果的反演及其效果分析

为解决横向弛豫时间多指数反演所面临的反演不适定性和非负约束的问题,利用在反演理论中解决不适定性问题常用的Phillips-Twomey光滑化方法反演横向弛豫时间,并给出了一种实现非负约束的方法.通过与常用的反演算法进行对比,发现Phillips-Twomey光滑化方法更适用于低信噪比反演.考察了Phillips-Twomey光滑化方法对信噪比的敏感程度,研究横向弛豫时间布点数、原始回波采集个数、回波串采集时间间隔等因素对反演结果的影响.研究表明Phillips-Twomey光滑化方法适用于横向弛豫时间的多指数反演,且容易实现非负约束,对信噪比要求比较低.     

基于SVD和DE反演方法的渗透率估计

根据孔隙流体离子扩散浓度分布,推导出激发极化弛豫时间与孔隙半径的平方成正比,并与孔隙内溶液的扩散系数相关.在分析信噪比和参变量个数对差分进化(DE)算法反演精度影响的基础上,提出先用奇异值分解(SVD)方法大致确定组分数,再用DE算法反演弛豫谱的联合反演方法,并建立结合弛豫谱、孔隙度和地层因数的综合渗透率估计模型.结果表明:联合反演算法无须事先给定弛豫时间分布,反演精度高,对信噪比鲁棒性好,而且基于弛豫谱的综合估计模型可以显著提高渗透率估计的准确度,其中驰豫时间谱、孔隙度和地层因数的综合模型对于岩心样品的渗透率估计精度可以达到0.980 2.     

基于简正波掠射角的声速剖面反演方法研究

针对浅海宽带信号多途的特点,对多途分离的方法进行了研究,提出了一种基于warping变换的简正波分离和简正波信息提取的方法.随后提出了一种基于射线-简正波理论的利用各阶简正波中不同频点信号到达掠射角进行声速剖面反演的方法,最后通过仿真计算验证本方法可以应用于具有一定时间长度的线性调频发射信号的简正波分离,分离后提取的简正波信号经逆运算还原后与原始信号基本一致,分别对每阶简正波的各个频点到达掠射角进行计算,利用各阶简正波的不同频点到达掠射角建立代价函数,进行声速剖面反演.仿真结果证实了该方法的可行性,并分析了反演精度.     

遥感地表参数反演中的一种不确定性知识处理方法

在基于贝叶斯网络的遥感参数反演模型中引入虚拟节点,提出不确定性知识表示与知识更新方法,推导了遥感反演中的参数后验信息更新公式.用北京顺义遥感实验的多尺度数据对冬小麦的叶面积指数和叶绿素面质量进行反演计算,验证了多知识源反演过程中不确定性知识对参数后验分布概率的调整模式.     

一种基于动态目标泛函的全波形反演多解性评估方法

全波形反演是一种精度较高的地下速度建模方法,但其存在计算量巨大、反演多解性、初始模型依赖性强、适用条件苛刻等困难,生产实用化仍然较为困难。将基于动态目标泛函的全波形反演方法应用于反演解的讨论中,利用已有的反演解作为先验信息,通过动态调整目标泛函,在保证地下介质模型能够准确解释地震数据的前提下得到尽可能不同的反演结果。进一步根据数据约束强弱差异选取不同的反演策略,新方法能够对数据覆盖较弱区域的反演结果进行有效评估。在实现算法和反演流程的基础上,通过典型海底模型进行试算。结果表明,新方法能够在保证解的准确性前提下对全波形反演的特征给出合理分析,相对于传统方法计算效率也有了明显提高。     

AVO/AVA反演对非均质储层横向分辨率影响

 塔里木盆地碳酸盐岩储层以次生溶蚀孔洞为主要储集空间,表现为强非均质性的特点。孔洞体积的准确计算对油田开发方案制定意义重大。受地表沙漠化和储层深埋藏的影响,塔中地区地震资料具有低信噪比和分辨率的特点。适合于对该地区储层描述以及孔隙流体探测的叠前地震反演方法通常为角道集部分叠加的AVA反演。与单道AVO反演相比,AVA反演基于角道集的叠加,在提高信噪比的同时将影响反演结果的横向分辨率。本文通过物理模拟的办法,建立了不同大小、低速介质充填的孔洞物理模型。在采集的地震资料基础上,量化分析了AVO反演与AVA反演两种不同叠前地震反演方法对同一孔洞的反演结果在非均质储层横向分辨率上的差异,并且与孔洞实际尺寸进行了对比。结果表明,地震道集的叠加在提高信噪比的同时降低了横向分辨率,地震道集叠加后一道所代表的范围越大,横向分辨率降低越明显。     

改进的子空间盲信噪比估计方法

基于子空间分解的信噪比估计方法广泛的适用于各类调制方式,但是存在低信噪比条件下信号子空间维度计算误差过大,从而导致估计性能下降的问题。通过对有限长度数据样本条件下子空间方法的分析和仿真,确定了信号子空间维度估计不准的原因,并提出一种新的适用于短数据的子空间信噪比估计方法,并分别针对不同的样本长度和信号调制方式进行实验验证。实验结果表明,低信噪比条件下,新方法能将估计误差降低了了0.3~2dB。     

基于频率-波数滤波的联合多尺度全波形反演方法及其实现策略

基于频率递进的多尺度方法是提高全波形反演稳定性的有效策略之一,但较为依赖于地震数据的最低有效频率,在低频数据缺失或采集数据质量不高时反演结果较差。基于此,在系统分析全波形反演波数成分与数据频率和散射角关系的基础上,实现基于波数滤波的多尺度反演方法,并与传统的时间域多尺度反演相结合,提出一种基于频率-波数滤波的联合多尺度全波形反演方法,并给出具体的反演策略。通过Poynting矢量对梯度中不同散射角成分进行滤波,以大散射角信息弥补地震低频数据缺失所不能恢复的低波数成分,能有效降低传统全波形反演方法对低频数据的依赖性,增强多尺度反演方法的适应性。该方法应用到SEG/EAGE推覆体模型的试算结果表明:新方法一方面可以有效弥补低频信息缺失时传统多尺度反演方法不能恢复的低波数成分;另一方面可以保证波数滤波反演方法能够避免周波跳跃现象。新方法能够在低频数据缺失的情况下有效恢复模型的中低波数成分,反演能力优于传统多尺度反演方法。     

基于小波包和独立分量分析的微弱多源故障声发射信号分离

针对旋转机械设备中同时存在的裂纹、摩擦等多故障源信号难以检测和分离的问题,提出了一种基于小波包分析(WPA)与独立分量分析(ICA)的多源故障信号提取方法,即首先用WPA对含噪线性混合信号降噪预处理,由db2小波基函数进行5层分解后保留62.5~187.5kHz频段信号,然后采用ICA中的FastICA算法对降噪后的混合信号分离,最后对各通道分离出的信号用收缩函数进行频段内去噪处理.对不同输入信噪比的含噪微弱裂纹和摩擦信号进行提取和分析的结果表明,该方法能有效提取出输入信噪比大于-15dB的裂纹和摩擦信号.当混合信号信噪比为-15dB时,裂纹和摩擦信号的输出信噪比分别为-1.31和-1.36dB,相关系数分别为0.62和0.63,提取效果好于结合小波包和FastICA分离方法(信噪比分别为-1.74和-2.06dB,相关系数分别为0.59和0.59)以及单独采用FastICA算法(信噪比分别为-4.57和-4.31dB,相关系数分别为0.17和0.19).因此,所提出的综合WPA和ICA的方法是一种较好的多源微弱信号提取方法.     

内部磁场梯度对火山岩核磁共振特性的影响及其探测方法

在常规岩心测量和核磁共振(NMR)试验的基础上,分析顺磁性矿物对火山岩NMR测量的影响,并对部分样品进行2D NMR测量,探测到基于内部磁场梯度-横向弛豫时间的信号分布、视内部磁场梯度分布和视T2弛豫时间谱.结果表明:顺磁性矿物会在火山岩样品中产生很强的内部磁场;在磁旋动力和分子扩散的作用下,NMR测得的信号信噪比很低,计算到的孔隙度偏低,对于磁铁矿、黄铁矿含量较多的岩心差别最大;用T2-G 2D NMR方法可探测这种内部磁场梯度的分布,并用于流体的扩散分析.     

基于GNSS卫星信号的多基SAR系统性能

为解决基于GNSS卫星信号的星机多基SAR系统信噪比低的问题,提出几种改善系统信噪比的方法.分析了GNSS卫星信号源的信号特性及GPS信号的雷达模糊函数,研究其作为多基SAR系统发射信号的适用性,推导了雷达方程,并分别对点、面目标的信噪比进行分析.结果表明:作为系统照射源的GNSS信号具有良好的距离、速度分辨特性.采用适当的信号处理方法,可有效改善系统信噪比,满足多基SAR成像的要求.     

小波变换在波阻抗反演中的应用

根据国内外广泛采用的波阻抗随机反演理论，提出了多道小波波阻抗反演方法，消除了噪声对反演结果的影响。针对地震剖面上不同频带和时段上有不同的信噪比，以及相邻地震道反射波有效成分在波形和能量上有较强的相关性，运用多道记录同时进行波阻抗反演，在失代过程中将实记录与模型合记录的残差道进行小波分解，形成残差道分频小波波面，然利用Ｋ＿Ｌ变换提取分频剖面中的相干部分用于波阻抗变化量的计算，从而避免了噪音参与波阻抗     

核磁共振T2谱优化反演方法

将核磁共振T2谱反演问题转化为求目标函数极小值的优化问题,建立新的易于实现T2谱非负约束的优化反演模型,然后利用共轭梯度算法解决上述反演问题。将该方法应用于无噪声理论回波数据、信噪比SNR=25的理论回波数据以及岩心NMR实验数据反演并与构造谱及实验室国外软件反演结果对比表明,无噪声理论回波数据反演的T2谱与构造谱几乎完全符合;信噪比SNR=25时反演的T2谱和构造谱符合得很好;岩心反演的T2谱与实验室国外软件反演的T2谱符合得很好,利用反演结果计算的孔隙度与实验室氦孔隙度绝对误差为0.65%。因此,该方法是一种有效和实用的核磁共振T2谱反演方法,具有较强的抗噪能力,能够应用于生产和科研。     

岸基多星多参数北斗GEO反射信号海面风速反演

开展北斗GEO卫星B3I信号岸基近岸海域海面风速反演研究.在GNSS反射信号相干时间和归一化时延波形面积两个观测量的基础上,本文提出了主成分分析和线性无偏最小方差的多星多参数海面风速反演方法.为了验证北斗GEO卫星B3I信号反演海面风速以及所提方法的有效性,在山东东营青东五验潮站开展了外场试验.试验结果表明反射信号的相干时间能够提供比波形面积更好的反演性能;多星多参数的反演结果比单星单参数的更好;线性无偏最小方差能够提供精度为1.15 m/s的最佳反演结果.      

基于小波包分解的细胞膜离子电流重构

提出了一种基于小波包算法重构离子电流信号的新方法,利用小波包分解对离子电流进行多分辨率分析,获得尺度能量分布特征信号.然后,进行小波包重构,再经过平滑滤波,恢复通道离子电流信号.仿真实验结果表明,采用小波包算法,在较低信噪比时,离子电流恢复精度高,算法收敛速度快,且具有较强的抗噪能力.     

基于乘积性多尺度小波变换的MPSK信号码速率估计

为估计MPSK信号的码速率,提出一种基于乘积性多尺度小波变换的MPSK信号码速率估计算法.首先,采用载频估计值将接收信号下变频至基带;然后选取多个不同尺度分别对基带信号做Haar小波变换以检测相位突变点,对多个尺度下小波变换的模做乘积性运算,显著凸显突变点的位置,极大削减了噪声;最后,对乘积性结果做快速傅里叶变换(FFT),便可得到MPSK信号的码速率.仿真实验表明,该方法可以在较低信噪比下估计MPSK信号的突变点和码速率,体现了良好的估计性能和优良的低信噪比性能.     

强海洋混响环境下的移动多目标检测方法

提出了基于同轴环形阵列的强混响环境下的移动多目标检测方法:通过对接收的线性调频信号进行模态分解以及传统的波束形成,得到特定方位的空间信息;之后采用分数阶傅里叶变换获得包含回波信号的多普勒偏移、距离和方位角的信息.所提方法利用目标回波信号与混响之间多普勒的不同来进行多目标的检测.仿真结果显示:与传统的方法相比,在没有任何先验信息的情况下,所提方法在较低的信混比和信噪比环境下仍然可以取得较高检测概率.     

目标多亮点的波束域高分辨方位估计方法研究

对基于目标多亮点的波束域MUSIC算法进行了研究.把目标不再看成为一个点目标,而是看成有一定尺度大小的多亮点目标.首先建立了尺度目标多亮点的回波信号模型,再通过设计波束转换矩阵将阵元域信号转换到波束域,然后对波束域信号应用MUSIC算法估计目标亮点的方位,并在不同信噪比和不同敌舷角条件下对波束域MUSIC方法方位估计的分辨概率和均方误差进行统计分析.仿真结果表明,当声纳位于目标正横方向附近时或在高信噪比条件下,波束域MUSIC方法具有很高的方位分辨能力和估计精度.     

利用一维单道声反射实现强声阻抗介质下的流体层厚变反演方法

针对单道超声反射式水泥胶结测井 ,从理论方法上研究如何从一维反射资料反演第一界面窜槽时水层的厚度 .通过选择套管共振透射窗 ,提高目的层有用信号的信噪比 .内层介质 (水和水泥 )厚度出现在声波相应介质层的相移φ(ω) =nπ φ0 (ω)中 ,利用多个频率点的相移反正切函数主值给出相应的 n值计算公式 ,并把 n值的整型性作为反演收敛的判据之一 .在已知条件下 ,采用牛顿迭代法对人工合成单道反射波信号反演了窜槽水层厚度 ,在模拟实际窜槽水层厚度为 1 mm和 3mm情况下 ,均得到满意的结果 ,而且反演结果的精度对初值的选择不敏感 ,表明反演方法可行