本文關(guān)鍵詞：希爾伯特-黃變換在雷達測井中的應用研究

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【摘要】：瞬態(tài)脈沖成像測井雷達是是一種工作在井孔中的地質(zhì)勘探雷達,通過向井周地層中發(fā)射瞬態(tài)脈沖信號,利用瞬態(tài)脈沖的傳播特性來獲取井周地層信息。瞬態(tài)脈沖測井雷達是鉆孔雷達技術(shù)的深化和發(fā)展。由于常規(guī)測井技術(shù)存在徑向探測距離短,勘探效率低下,難以識別儲層非均質(zhì)性強、微裂縫發(fā)育區(qū)域、低孔-低滲-致密性儲層。瞬態(tài)脈沖測井雷達具有徑向探測距離遠,分辨率高等特點,能夠彌補常規(guī)測井技術(shù)的不足,逐漸成為世界各國爭相研究的重點[1]。瞬態(tài)脈沖測井雷達的信號具有沒有初始條件、沒有邊界條件、非穩(wěn)態(tài)等特殊性,無法用常規(guī)的傅立葉變換進行頻域分析;且雷達回波信號復雜,頻域?qū)?無法預知目標信號準確頻率,小波提取困難;瞬態(tài)脈沖成像雷達目前主要使用雷達回波繪制原始剖面來確定地下介質(zhì),但一些異常信息相對較弱或者回波信號含較多雜波,這些異常就很難清晰地反映在原始剖面中,這樣利用原始剖面來做解釋是不夠準確的。以上三點極大限制了雷達測井數(shù)據(jù)處理及后期解釋工作。希爾伯特-黃變換(Hilbert-Huang Transform,簡稱HHT)適用于非穩(wěn)定信號處理。經(jīng)驗模態(tài)分解是HHT的一個重要組成部分,其過程具有自適應性,不需要預先知道信號頻域,也不需要提取小波,這個特性能很好的解決瞬態(tài)脈沖測井雷達前兩個問題。HHT在模態(tài)分解后使用Hilbert變換對信號從瞬時振幅,瞬時相位,瞬時頻率三個方面分析,可以獲取更多的地質(zhì)信息。所以研究希爾伯特-黃變換在雷達測井的應用對測井資料的解釋有重要意義。首先本文對柱坐標時域有限差分法(Finite Difference Time Domain,簡稱FDTD)做了相關(guān)研究,對柱坐標系下的中心奇點問題和完全匹配層(Perfectly Matched Layer,簡稱PML)做了細致推導,并編程實現(xiàn)了三維柱坐標FDTD仿真平臺,為后續(xù)瞬態(tài)脈沖測井雷達的仿真實驗工作奠定了基礎(chǔ)。其次,本文對鉆孔雷達的數(shù)據(jù)格式做了簡單介紹,然后針對一維的A掃數(shù)據(jù),引入了幾種有效的常規(guī)數(shù)據(jù)處理方法,并對這些方法進行編程實現(xiàn)。同時,本文還介紹了用來處理B掃的合成孔徑偏移算法,包括克�；舴蚱坪皖l率-波數(shù)域偏移,并使用仿真數(shù)據(jù)對兩種成像方法的處理效果做了對比。最后,本文引入了希爾伯特-黃變換方法,使用希爾伯特-黃變換方法對雷達測井的仿真數(shù)據(jù)和實測數(shù)據(jù)進行了處理,對經(jīng)驗模態(tài)分解的各個本征模的物理含義做了探討,然后提取各本征模的三瞬參數(shù),并繪制三瞬圖像。實驗結(jié)果表明,經(jīng)驗模態(tài)分解具有自適應的濾波特性,對篩選后的本征模進行重新組合可以使地層異常顯示的更加明顯。而三瞬圖可以從三個不同的角度對地層中的異常進行分析,能更加有效地對雷達信號進行解釋。本文工作的主要創(chuàng)新點是將希爾伯特-黃變換應用到瞬態(tài)脈沖測井雷達數(shù)據(jù)處理中,對其處理方式及效果做了大量嘗試,并且根據(jù)三維柱坐標FDTD編寫搭建了瞬態(tài)脈沖測井雷達的數(shù)據(jù)仿真平臺。
【關(guān)鍵詞】：鉆孔雷達 經(jīng)驗模態(tài)分解(EMD) 希爾伯特-黃變換(HHT) 時域有限差分(FDTD) 完全匹配層(PML)
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P631.81
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 課題研究背景11-12
• 1.2 本文研究目的和意義12-13
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 論文的主要工作與內(nèi)容安排14-16
• 第二章 柱坐標系FDTD及完全匹配層16-31
• 2.1 概述16
• 2.2 三維柱坐標FDTD標準形式16-19
• 2.3 柱坐標差分格式中心奇點去除19-23
• 2.4 完全匹配層23-28
• 2.4.1 CPML原理及參數(shù)的選取23-25
• 2.4.2 CPML時域有限差分公式推導25-28
• 2.5 柱坐標CPML-FDTD仿真驗證28-30
• 2.6 本章小結(jié)30-31
• 第三章 常規(guī)數(shù)據(jù)處理方法31-46
• 3.1 概述31
• 3.2 鉆孔雷達數(shù)據(jù)格式31-33
• 3.3 A掃描數(shù)據(jù)處理33-36
• 3.3.1 直流偏量的去除33-34
• 3.3.2 噪聲抑制34
• 3.3.3 增益控制34-35
• 3.3.4 去除背景35
• 3.3.5 濾波35-36
• 3.4 合成孔徑成像處理算法36-41
• 3.4.1 克�；舴蚍e分偏移法36-38
• 3.4.2 頻率-波數(shù)域偏移算法38-41
• 3.5 常規(guī)數(shù)據(jù)處理的應用41-45
• 3.5.1 A掃數(shù)據(jù)處理應用42-43
• 3.5.2 合成孔徑算法應用仿真43-45
• 3.6 本章小結(jié)45-46
• 第四章 希爾伯特-黃變換方法在雷達測井中的應用46-62
• 4.1 概述46
• 4.2 希爾伯特-黃變化方法46-53
• 4.2.1 經(jīng)驗模態(tài)分解46-50
• 4.2.1.1 本征模態(tài)函數(shù)46-47
• 4.2.1.2 模態(tài)分解過程47-49
• 4.2.1.3 經(jīng)驗模態(tài)分解的性質(zhì)49-50
• 4.2.2 希爾伯特頻譜分析50-51
• 4.2.3 希爾伯特-黃變換分解試驗51-53
• 4.3 信號的瞬時屬性53-55
• 4.3.1 三瞬信息的計算53-54
• 4.3.2 仿真數(shù)據(jù)三瞬剖面試驗54-55
• 4.4 希爾伯特-黃變換對實測數(shù)據(jù)的處理55-61
• 4.4.1 MALA測井數(shù)據(jù)的處理55-58
• 4.4.2 瞬態(tài)脈沖雷達成像測井系統(tǒng)實測數(shù)據(jù)的處理58-61
• 4.5 本章小結(jié)61-62
• 第五章 全文總結(jié)及展望62-63
• 致謝63-64
• 參考文獻64-70
• 攻碩期間取得的研究成果70-71

【相似文獻】

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本文編號：764290