核磁共振测井回波信号噪声抑制设计

余　峰，宋公仆，程晶晶，陈向新

(1．中海油田服务股份有限公司油田技术研究院，北京　101149；2．华中科技大学自动化学院，湖北武汉　430074)

0　引言

核磁共振测井仪是目前最先进的测井技术手段之一，具有测量精度高、无需进行复杂校准、可避开泥浆污染影响、一次测井获取参数多等优点[1]。与常规测井相比，核磁共振测井在石油和天然气地层储藏量评估方面具有显著优势[2]，在未来几十年我国石油勘测行业有较大需求[3]。

核磁共振测井仪通过外加磁场极化地层流体中的氢核，利用CPMG脉冲激发呈指数衰减的自旋回波信号。通过弛豫解谱反演算法对回波信号进行处理，进而获取岩石物性参数和流体属性等信息。因此，回波信号的质量对反演结果有至关重要的影响。由于核磁共振自身物理特性，回波信号非常微弱(数十mV至数十nV)，在井下125 ℃以上的高温环境中，受到周围各种电磁干扰和仪器自身产生噪声的影响，使得噪声抑制成为核磁仪器的核心问题。

针对上述问题，以自主研发的核磁共振测井仪器EMRT为例，分别从前置放大电路噪声抑制、采集电路中ADC模块有效分辨率选择、回波信号数字滤波算法3个方面提高信噪比。

1　噪声抑制方法

1．1回波信号的信噪比模型

核磁共振回波信号与热噪声之比由式(1)决定[4]：

(1)

式中：KC为与接收线圈几何形状有关的系数；η为线圈所包含的样品的体积；MO为核的静磁化强度；Q为线圈的无负载的品质因数；ω0为核的拉莫尔角频率；vc为线圈的体积；……