阅读说明：本技术 一种扩散t2弛豫二维谱的校正方法和装置 (Correction method and device for diffusion T2 relaxation two-dimensional spectrum ) 是由 薛志波 姜志敏 党煜蒲 张嘉伟 张国强 李�东 刘世明 张璋 于 2019-09-10 设计创作，主要内容包括：本发明实施例公开了一种扩散T2弛豫二维谱的校正方法和装置,包括：根据第一梯度场对多维核磁共振回波数据进行反演得到原始的扩散T2弛豫二维谱；根据原始的扩散T2弛豫二维谱中受内部梯度场影响明显的区域的扩散系数计算内建梯度场；根据第一梯度场和内建梯度场之和对多维核磁共振回波数据进行反演得到校正后的扩散T2弛豫二维谱。本发明实施例基于原始的扩散T2弛豫二维谱中受内部梯度场影响明显的区域的扩散系数消除了内部梯度场的影响,保证了同一流体处于不同弛豫时间T2的谱峰具有相同的扩散系数,提高了精度；能够适用更多的应用场景。(The embodiment of the invention discloses a method and a device for correcting a diffusion T2 relaxation two-dimensional spectrum, which comprises the following steps: inverting the multi-dimensional nuclear magnetic resonance echo data according to the first gradient field to obtain an original diffusion T2 relaxation two-dimensional spectrum; calculating a built-in gradient field according to a diffusion coefficient of a region obviously influenced by the internal gradient field in an original diffusion T2 relaxation two-dimensional spectrum; and inverting the multi-dimensional nuclear magnetic resonance echo data according to the sum of the first gradient field and the built-in gradient field to obtain a corrected diffusion T2 relaxation two-dimensional spectrum. The embodiment of the invention eliminates the influence of the internal gradient field based on the diffusion coefficient of the region obviously influenced by the internal gradient field in the original diffusion T2 relaxation two-dimensional spectrum, ensures that the spectrum peaks of the same fluid at different relaxation times T2 have the same diffusion coefficient, and improves the precision; more application scenarios can be applied.)

一种扩散T2弛豫二维谱的校正方法和装置

技术领域

本发明实施例涉及但不限于核磁共振测井技术，尤指一种扩散T2弛豫二维谱的校正方法和装置。

背景技术

¹H核的核磁共振可以直接获得含氢物质的¹H核信号，水与原油都含有¹H核，所以核磁测井可以直接获得水和原油的含量、性质等方面信息，是测井的有力工具，为石油勘探开发提供了直接而丰富的信息。目前核磁测井的主要方法是利用CPMG序列或DE-CPMG序列获得原油和水的含量、T2弛豫时间、扩散系数等特征。CPMG序列可以测量T2弛豫时间和1H核总量，但由于岩石表面性质对T2弛豫时间的影响很大而且机理复杂，不能通过T2弛豫时间确定油水饱和度。CPMG序列结合多个具有不同长回波间隔的DE-CPMG序列可以同时测量T2弛豫时间和扩散系数形成扩散T2弛豫二维谱，而扩散系数受岩心性质的影响机理非常明确，可以作为区分油水的主要标志。多维核磁测井已经成为核磁测井的发展方向。

多维谱区分不同流体的主要方式是看扩散系数大小，扩散系数主要影响因素是受限制扩散导致扩散系数减小和磁场不均匀性导致扩散系数增大。其中磁场不均匀性导致扩散系数增大是扩散系数测量结果不准确的主要影响因素，而测井中磁场不均匀性来源于岩心内部由于磁化率不一致引起的内部梯度场。校正内部梯度场对井下数据的影响，是多维谱测量成功与否的关键。

现有技术普遍采用内部梯度场直接测算的方法，典型方法为，选取岩石内部梯度场的频率不同的两个测量区域分别测量CPMG序列，这两个测量区域的测井仪器自身的固有梯度强度为二倍关系。在两个频率上分别测量CPMG序列回波间隔满足TE1＝0.5TE2，在岩石内部梯度场与测井仪器的核磁共振测量频率成正比，且两个测量区域只含有水的情况下就可以推算出内部梯度场。

这种方法只能在测量区域只含有水的情况下才能推算出内部梯度场强度，如果测量区域中含有其他的流体则无法推算出内部梯度场；并且，当岩石内部梯度场与测井仪器的核磁共振测量频率不成正比时，无法推算出内部梯度场；并且，无法保证同一流体不同T2弛豫时间的谱峰具有相同的扩散系数。也就是说，上述方法的应用场景受限，而且精度较低。

发明内容

本发明实施例提供了一种扩散T2弛豫二维谱的校正方法和装置，能够适用于多种应用场景，提高精度。

本发明实施例提供了一种扩散T2弛豫二维谱的校正方法，包括：

根据第一梯度场对多维核磁共振回波数据进行反演得到原始的扩散T2弛豫二维谱；

根据原始的扩散T2弛豫二维谱中受内部梯度场影响明显的区域的扩散系数计算内建梯度场；

根据第一梯度场和内建梯度场之和对多维核磁共振回波数据进行反演得到校正后的扩散T2弛豫二维谱。

在本发明实施例中，所述根据原始的扩散T2弛豫二维谱中受内部梯度场影响明显的区域的扩散系数计算内建梯度场包括：

计算所述原始的扩散T2弛豫二维谱中受内部梯度场影响明显的区域的扩散系数平均值；根据所述扩散系数平均值计算内部梯度场平均值；根据所述内部梯度场平均值计算所述内建梯度场。

在本发明实施例中，按照公式(G_int+G_app)×D₀＝G_app2×D计算所述内部梯度场平均值；其中，D₀为测量温度下水的自由扩散系数，D为所述扩散系数平均值，G_app2为所述第一梯度场，G_int为所述内部梯度场平均值，G_app为测井仪器测量时施加的外部磁场强度。

在本发明实施例中，按照公式G_int(t2r)×t2r＝G_int(t2)×t2计算所述内建梯度场；

其中，G_int(t2r)为所述内部梯度场平均值，t2r为所述受内部梯度场影响明显的区域对应的T2谱的平均值，G_int(t2)为所述内建梯度场，t2为弛豫时间。

本发明实施例提供了一种扩散T2弛豫二维谱的校正装置，包括：

第一反演模块，用于根据第一梯度场对多维核磁共振回波数据进行反演得到原始的扩散T2弛豫二维谱；

计算模块，用于根据原始的扩散T2弛豫二维谱中受内部梯度场影响明显的区域的扩散系数计算内建梯度场；

第二反演模块，用于根据第一梯度场和内建梯度场之和对多维核磁共振回波数据进行反演得到校正后的扩散T2弛豫二维谱。

本发明实施例提供了一种扩散T2弛豫二维谱的校正装置，包括处理器和计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令被所述处理器执行时，实现上述任一种扩散T2弛豫二维谱的校正方法。

本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一种扩散T2弛豫二维谱的校正方法的步骤。

本发明实施例包括：根据第一梯度场对多维核磁共振回波数据进行反演得到原始的扩散T2弛豫二维谱；根据原始的扩散T2弛豫二维谱中受内部梯度场影响明显的区域的扩散系数计算内建梯度场；根据第一梯度场和内建梯度场之和对多维核磁共振回波数据进行反演得到校正后的扩散T2弛豫二维谱。本发明实施例基于原始的扩散T2弛豫二维谱中受内部梯度场影响明显的区域的扩散系数消除了内部梯度场的影响，保证了同一流体处于不同弛豫时间T2的谱峰具有相同的扩散系数，提高了精度；并且，只需要被测区域含水，而不需要被测区域只包含水；并且，不需要内部梯度场与仪器的核磁共振测量频率成正比；并且，不需要添加额外的测量序列，不会影响测量速度和分辨率；也就是说，能够适用更多的应用场景。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例而了解。本发明实施例的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明实施例技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例的实施例一起用于解释本发明实施例的技术方案，并不构成对本发明实施例技术方案的限制。

图1为本发明一个实施例提出的扩散T2弛豫二维谱的校正方法的流程图；

图2为本发明实施例被测区域(只含有水)的原始的扩散T2弛豫二维谱示意图；

图3为本发明实施例内建梯度场和弛豫时间T2的曲线示意图；

图4为本发明实施例校正后的扩散T2弛豫二维谱示意图；

图5为本发明另一个实施例提出的扩散T2弛豫二维谱的校正装置的结构组成示意图。

具体实施方式

下文中将结合附图对本发明实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

参见图1，本发明一个实施例提出了一种扩散T2弛豫二维谱的校正方法，包括：

步骤100、根据第一梯度场对多维核磁共振回波数据进行反演得到原始的扩散T2弛豫二维谱。

在本发明实施例中，多维核磁共振回波数据是对被测区域采用核磁共振测井采集到的回波数据。其中，被测区域可以只包含水，也可以包含水和其他流体。

步骤101、根据原始的扩散T2弛豫二维谱中受内部梯度场影响明显的区域的扩散系数计算内建梯度场。

在一种示例性实例中，根据原始的扩散T2弛豫二维谱中受内部梯度场影响明显的区域的扩散系数计算内建梯度场包括：

计算原始的扩散T2弛豫二维谱中受内部梯度场影响明显的区域的扩散系数平均值；根据扩散系数平均值计算内部梯度场平均值；根据内部梯度场平均值计算所述内建梯度场。

其中，受内部梯度场影响明显的区域可以是用户从原始的扩散T2弛豫二维谱中观察后确定，然后进行手动选择。

图2为本发明实施例被测区域(只含有水)的原始的扩散T2弛豫二维谱示意图。如图2所示，横坐标为弛豫时间T2，纵坐标为扩散系数。由于内部梯度场的存在导致小孔径(弛豫时间T2较短的)的谱峰扩散系数明显偏大，如图2中的虚线方框所示。选定受内部梯度场影响比较明显的区域后，计算选定的区域内的所有扩散系数的平均值，即扩散系数平均值。

在一种示例性实例中，按照公式(G_int+G_app)×D₀＝G_app2×D计算内部梯度场平均值；其中，D₀为测量温度(例如，测井温度)下水的自由扩散系数，D为扩散系数平均值，G_app2为第一梯度场，G_int为内部梯度场平均值，G_app为测井仪器测量时施加的外部磁场强度。

由于弛豫时间T2与孔径大小成正比，所以可以用T2来代替孔径大小，推算不同T2对应的内建梯度场，即G_int(t2r)×t2r＝G_int(t2)×t2；

其中，G_int(t2r)为内部梯度场平均值，t2r为受内部梯度场影响明显的区域对应的T2谱的平均值，G_int(t2)为所述内建梯度场，t2为弛豫时间。

图3为本发明实施例内建梯度场和弛豫时间T2的曲线示意图。如图3所示，横坐标为弛豫时间T2，纵坐标为内建梯度场大小。

步骤102、根据第一梯度场和内建梯度场之和对多维核磁共振回波数据进行反演得到校正后的扩散T2弛豫二维谱。

图4为本发明实施例校正后的扩散T2弛豫二维谱示意图。如图4所示，横坐标为弛豫时间T2，纵坐标为扩散系数。对比图2和图4可知，消除了内部梯度场对扩散系数的影响。

本发明实施例基于原始的扩散T2弛豫二维谱中受内部梯度场影响明显的区域的扩散系数消除了内部梯度场的影响，保证了同一流体处于不同弛豫时间T2的谱峰具有相同的扩散系数，提高了精度；并且，只需要被测区域含水，而不需要被测区域只包含水；并且，不需要内部梯度场与仪器频率成正比；并且，不需要添加额外的测量序列，不会影响测量速度和分辨率；也就是说，能够适用更多的应用场景。

本发明另一个实施例提出了一种多维核磁共振回波数据的校正装置，包括处理器和计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令被所述处理器执行时，实现上述任一种多维核磁共振回波数据的校正方法。

本发明另一个实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一种多维核磁共振回波数据的校正方法的步骤。

参见图5，本发明另一个实施例提出了一种扩散T2弛豫二维谱的校正装置，包括：

第一反演模块501，用于根据第一梯度场对多维核磁共振回波数据进行反演得到原始的扩散T2弛豫二维谱；

计算模块502，用于根据原始的扩散T2弛豫二维谱中受内部梯度场影响明显的区域的扩散系数计算内建梯度场；

第二反演模块503，用于根据第一梯度场和内建梯度场之和对多维核磁共振回波数据进行反演得到校正后的扩散T2弛豫二维谱。

在本发明实施例中，多维核磁共振回波数据是对被测区域采用核磁共振测井采集到的回波数据。其中，被测区域可以只包含水，也可以包含水和其他流体。

在一种示例性实例中，计算模块502具体用于：

计算原始的扩散T2弛豫二维谱中受内部梯度场影响明显的区域的扩散系数平均值；根据扩散系数平均值计算内部梯度场平均值；根据内部梯度场平均值计算所述内建梯度场。

其中，受内部梯度场影响明显的区域可以是用户从原始的扩散T2弛豫二维谱中观察后确定，然后进行手动选择。

图2为本发明实施例被测区域(只含有水)的原始的扩散T2弛豫二维谱示意图。如图2所示，横坐标为弛豫时间T2，纵坐标为扩散系数。由于内部梯度场的存在导致小孔径(弛豫时间T2较短的)的谱峰扩散系数明显偏大，如图2中的虚线方框所示。选定受内部梯度场影响比较明显的区域后，计算选定的区域内的所有扩散系数的平均值，即扩散系数平均值。

在一种示例性实例中，计算模块502按照公式(G_int+G_app)×D₀＝G_app2×D计算内部梯度场平均值；其中，D₀为测量温度(例如，测井温度)下水的自由扩散系数，D为扩散系数平均值，G_app2为第一梯度场，G_int为内部梯度场平均值，G_app为测井仪器测量时施加的外部磁场强度。

由于弛豫时间T2与孔径大小成正比，所以可以用T2来代替孔径大小，推算不同T2对应的内建梯度场，即G_int(t2r)×t2r＝G_int(t2)×t2；

其中，G_int(t2r)为内部梯度场平均值，t2r为受内部梯度场影响明显的区域对应的T2谱的平均值，G_int(t2)为所述内建梯度场，t2为弛豫时间。

图3为本发明实施例内建梯度场和弛豫时间T2的曲线示意图。如图3所示，横坐标为弛豫时间T2，纵坐标为内建梯度场大小。

图4为本发明实施例校正后的扩散T2弛豫二维谱示意图。如图4所示，横坐标为弛豫时间T2，纵坐标为扩散系数。对比图2和图4可知，消除了内部梯度场对扩散系数的影响。

本发明实施例基于原始的扩散T2弛豫二维谱中受内部梯度场影响明显的区域的扩散系数消除了内部梯度场的影响，保证了同一流体处于不同弛豫时间T2的谱峰具有相同的扩散系数，提高了精度；并且，只需要被测区域含水，而不需要被测区域只包含水；并且，不需要内部梯度场与仪器频率成正比；并且，不需要添加额外的测量序列，不会影响测量速度和分辨率；也就是说，能够适用更多的应用场景。

上述多维核磁共振回波数据的校正装置的具体实现过程与前述实施例多维核磁共振回波数据的校正方法的具体实现过程相同。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

虽然本发明实施例所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明实施例而采用的实施方式，并非用以限定本发明实施例。任何本发明实施例所属领域内的技术人员，在不脱离本发明实施例所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明实施例的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。