本發(fā)明涉及油氣勘探中測井?dāng)?shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于一般先驗(yàn)信息約束的核磁共振數(shù)據(jù)反演方法和裝置。

背景技術(shù)：

核磁共振測井可以為地層油氣評價(jià)提供重要巖石物理參數(shù)信息，提取這些信息的關(guān)鍵在于對核磁共振測井采集到的原始回波數(shù)據(jù)進(jìn)行反演。反演結(jié)果直接關(guān)系到地層油氣評價(jià)的準(zhǔn)確性。因此，研究穩(wěn)定、高精度的核磁共振回波數(shù)據(jù)反演方法具有重要意義。

現(xiàn)有的核磁共振數(shù)據(jù)(核磁共振數(shù)據(jù)包括核磁共振回波數(shù)據(jù))反演方法一般是基于先驗(yàn)信息約束的數(shù)據(jù)反演方法，即將幾個(gè)指定的具有物理意義的物理參數(shù)，例如孔隙度、錐形區(qū)域面積和T₂幾何均值，作為先驗(yàn)信息，用以約束目標(biāo)函數(shù)，進(jìn)而通過目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行反演求解。但是，上述方法具體實(shí)施時(shí)，由于將先驗(yàn)信息限定于具有具體物理意義的幾個(gè)物理參數(shù)，用于約束目標(biāo)函數(shù)的先驗(yàn)信息的選擇范圍有限；且使用上述先驗(yàn)信息作為約束條件時(shí)，對應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)構(gòu)造過程復(fù)雜。導(dǎo)致現(xiàn)有的數(shù)據(jù)反演方法具體實(shí)施時(shí)，存在先驗(yàn)信息選擇范圍有限、核函數(shù)構(gòu)造過程復(fù)雜和反演精度低的技術(shù)問題。

針對上述問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種基于一般先驗(yàn)信息約束的核磁共振數(shù)據(jù)反演方法和裝置，以解決現(xiàn)有核磁共振數(shù)據(jù)反演方法存在的先驗(yàn)信息選擇范圍有限、核函數(shù)構(gòu)造過程復(fù)雜和反演精度不高的技術(shù)問題。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于一般先驗(yàn)信息約束的核磁共振數(shù)據(jù)反演方法，包括：

采集核磁共振回波數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述核磁共振回波數(shù)據(jù)，提取一般先驗(yàn)信息；

將所述一般先驗(yàn)信息作為約束條件，建立目標(biāo)函數(shù)；

根據(jù)所述目標(biāo)函數(shù)，對所述核磁共振回波數(shù)據(jù)進(jìn)行反演，得到反演結(jié)果。

在一個(gè)實(shí)施方式中，根據(jù)所述核磁共振回波數(shù)據(jù)，提取一般先驗(yàn)信息，包括：

構(gòu)造提取一般先驗(yàn)信息的核函數(shù)，其中，所述核函數(shù)滿足拉普拉斯變換函數(shù)對存在；

根據(jù)所述核函數(shù)，通過積分變換，提取所述一般先驗(yàn)信息。

在一個(gè)實(shí)施方式中，按照以下公式，構(gòu)造所述核函數(shù)：

k(t,α)＝λ(α,β)d(t,β)p(t,α)

其中，k(t,α)為所述核函數(shù)，λ(α,β)為與α和β相關(guān)的常數(shù)項(xiàng)，d(t,β)為衰減項(xiàng)，p(t,α)為初始函數(shù)，α為待定變量，β為控制能量衰減的參數(shù)，t為時(shí)間。

在一個(gè)實(shí)施方式中，根據(jù)所述核函數(shù)，按照以下公式提取所述一般先驗(yàn)信息：

其中，G(t)為采集的核磁共振回波數(shù)據(jù)，T₂為核磁共振橫向弛豫時(shí)間，f(T₂)為核磁共振弛豫時(shí)間為T₂時(shí)的譜幅度，ε(t)為噪聲，k(t,α)為所述核函數(shù)，K(T₂，α)為k(t,α)對應(yīng)的拉普拉斯變換函數(shù)，P為所述一般先驗(yàn)信息，α為待定變量，t為時(shí)間。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述一般先驗(yàn)信息包括第一先驗(yàn)信息和/或第二先驗(yàn)信息，其中，所述第一先驗(yàn)信息用于提高短弛豫部分聚焦性，所述第二先驗(yàn)信息用于提高短弛豫部分幅值精度；

相應(yīng)的，將所述一般先驗(yàn)信息作為約束條件，建立目標(biāo)函數(shù)，包括：將所述第一先驗(yàn)信息和/或所述第二先驗(yàn)信息作為約束條件，建立目標(biāo)函數(shù)。

在一個(gè)實(shí)施方式中，在所述一般先驗(yàn)信息包括第一先驗(yàn)信息的情況下，根據(jù)所述核磁共振回波數(shù)據(jù)，按照以下公式，提取所述第一先驗(yàn)信息：

k₁(t,α₁)＝t^-1sin(α₁t)

K₁(T₂,α₁)＝cot(α₁T₂)

其中，k₁(t,α₁)為提取第一先驗(yàn)信息的核函數(shù)，K₁(T₂,α₁)為與k₁(t,α₁)對應(yīng)的拉普拉斯變換函數(shù)，E₁為k₁(t,α₁)對應(yīng)的能量，P₁為所述第一先驗(yàn)信息，G(t)為采集的核磁共振回波數(shù)據(jù)，α₁為待定變量，t為時(shí)間，T₂為橫向弛豫時(shí)間。

在一個(gè)實(shí)施方式中，在所述一般先驗(yàn)信息包括第二先驗(yàn)信息的情況下，根據(jù)所述核磁共振回波數(shù)據(jù)，按照以下公式，提取所述第二先驗(yàn)信息：

其中，k₂(t,α₂)為提取第二先驗(yàn)信息的核函數(shù)，K₂(T₂,α₂)為與k₂(t,α₂)對應(yīng)的拉普拉斯變換函數(shù)，E₂為k₂(t,α₂)對應(yīng)的能量，P₂為所述第二先驗(yàn)信息，G(t)為采集的核磁共振回波數(shù)據(jù)，α₂為待定變量，t為時(shí)間，T₂為橫向弛豫時(shí)間，β為控制能量衰減的參數(shù)，可通過與E₂的關(guān)系求得。

在一個(gè)實(shí)施方式中，將所述一般先驗(yàn)信息作為約束條件，建立目標(biāo)函數(shù)，包括：

根據(jù)所述一般先驗(yàn)信息，確定目標(biāo)函數(shù)的數(shù)據(jù)矩陣；

根據(jù)所述提取一般先驗(yàn)信息的核函數(shù)的拉普拉斯變換函數(shù)，確定目標(biāo)函數(shù)的系數(shù)矩陣；

根據(jù)所述一般先驗(yàn)信息的標(biāo)準(zhǔn)差，確定目標(biāo)函數(shù)的權(quán)重矩陣；

根據(jù)所述目標(biāo)函數(shù)的數(shù)據(jù)矩陣、所述目標(biāo)函數(shù)的系數(shù)矩陣和所述目標(biāo)函數(shù)的權(quán)重矩陣，建立所述目標(biāo)函數(shù)。

在一個(gè)實(shí)施方式中，根據(jù)所述目標(biāo)函數(shù)的數(shù)據(jù)矩陣、所述目標(biāo)函數(shù)的系數(shù)矩陣和所述目標(biāo)函數(shù)的權(quán)重矩陣，建立所述目標(biāo)函數(shù)，包括：根據(jù)所述目標(biāo)函數(shù)的數(shù)據(jù)矩陣、所述目標(biāo)函數(shù)的系數(shù)矩陣和所述目標(biāo)函數(shù)的權(quán)重矩陣，按照以下公式，建立所述目標(biāo)函數(shù)：

其中，f為待求解向量，為所述目標(biāo)函數(shù)的權(quán)重矩陣，為所述目標(biāo)函數(shù)的系數(shù)矩陣，為所述目標(biāo)函數(shù)的數(shù)據(jù)矩陣，α為正則化參數(shù)。

基于相同的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種基于一般先驗(yàn)信息約束的核磁共振數(shù)據(jù)反演裝置，包括：

采集模塊，用于采集核磁共振回波數(shù)據(jù)；

一般先驗(yàn)信息提取模塊，用于根據(jù)所述核磁共振回波數(shù)據(jù)，提取一般先驗(yàn)信息；

目標(biāo)函數(shù)建立模塊，用于將所述一般先驗(yàn)信息作為約束條件，建立目標(biāo)函數(shù)；

反演模塊，用于根據(jù)所述目標(biāo)函數(shù)，對所述核磁共振回波數(shù)據(jù)進(jìn)行反演，得到反演結(jié)果。

在本發(fā)明實(shí)施例中，通過根據(jù)核磁共振回波數(shù)據(jù)，提取得到不一定具有物理意義的參數(shù)作為一般先驗(yàn)信息，然后根據(jù)具體反演需要，對所提取的一般先驗(yàn)信息進(jìn)行優(yōu)選組合作為約束條件，再進(jìn)行數(shù)據(jù)反演，從而解決了現(xiàn)有的核磁共振數(shù)據(jù)反演方法中存在的先驗(yàn)信息選擇范圍有限、核函數(shù)構(gòu)造過程復(fù)雜和反演精度低的技術(shù)問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于一般先驗(yàn)信息約束的核磁共振數(shù)據(jù)反演方法的處理流程圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于一般先驗(yàn)信息約束的核磁共振數(shù)據(jù)反演裝置的組成結(jié)構(gòu)圖；

圖3是在一個(gè)具體實(shí)施例中應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例提供基于一般先驗(yàn)信息約束的核磁共振數(shù)據(jù)反演方法/裝置的流程示意圖；

圖4是在一個(gè)具體實(shí)施例中應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例提供基于一般先驗(yàn)信息約束的核磁共振數(shù)據(jù)反演方法/裝置得到的小孔占優(yōu)儲(chǔ)層核磁共振橫向弛豫時(shí)間T₂分布模型示意圖；

圖5是在一個(gè)具體實(shí)施例中應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例提供基于一般先驗(yàn)信息約束的核磁共振數(shù)據(jù)反演方法/裝置得到的添加噪聲和不添加噪聲的核磁共振回波數(shù)據(jù)示意圖；

圖6是在一個(gè)具體實(shí)施例中應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例提供基于一般先驗(yàn)信息約束的核磁共振數(shù)據(jù)反演方法/裝置得到的反演結(jié)果示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

考慮到現(xiàn)有的核磁共振數(shù)據(jù)反演方法，具體實(shí)施時(shí)通常以指定的幾個(gè)具有物理意義的物理參數(shù)作為先驗(yàn)信息。由于這幾個(gè)物理參數(shù)具有明確的物理意義，因此在構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)時(shí)，需要考慮許多與實(shí)際物理意義相關(guān)的約束條件，導(dǎo)致目標(biāo)函數(shù)構(gòu)造過程復(fù)雜。此外，由于現(xiàn)有的數(shù)據(jù)反演方法只能從指定的幾個(gè)具有具體物理意義的先驗(yàn)信息中選擇一個(gè)或多個(gè)組合作為約束條件，選擇的范圍有限，不能根據(jù)反演需要，有針對性地對先驗(yàn)信息進(jìn)行優(yōu)選組合作為約束條件，影響反演結(jié)果的準(zhǔn)確性。綜上，現(xiàn)有的核磁共振數(shù)據(jù)反演方法具體實(shí)施時(shí)往往存在先驗(yàn)信息范圍有限、核函數(shù)構(gòu)造過程復(fù)雜和反演精度低的技術(shù)問題。針對產(chǎn)生上述技術(shù)問題的根本原因，本發(fā)明考慮可以將先驗(yàn)信息一般化，即可以提取不一定具有明確的物理意義的相關(guān)參數(shù)作為一般先驗(yàn)信息，因此理論上可以提取的一般先驗(yàn)信息具有無數(shù)種，從而使其對應(yīng)的核函數(shù)的構(gòu)造過程更為簡單，也擴(kuò)大了約束條件的選擇范圍；此外，還可以根據(jù)具體反演需要，針對性地選擇一個(gè)或多個(gè)一般先驗(yàn)信息作為約束條件，進(jìn)行反演求解。從而解決了現(xiàn)有的數(shù)據(jù)反演方法中存在的先驗(yàn)信息范圍有限、核函數(shù)構(gòu)造過程復(fù)雜和反演精度低的技術(shù)問題。

基于上述思路，本發(fā)明提供了一種基于一般先驗(yàn)信息約束的核磁共振數(shù)據(jù)反演方法。請參閱圖1。本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)反演方法，可以包括以下步驟。

步驟101：采集核磁共振回波數(shù)據(jù)。

在本實(shí)施方式中，所述核磁共振數(shù)據(jù)包括核磁共振回波數(shù)據(jù)。相應(yīng)的，本申請中對核磁共振回波數(shù)據(jù)的處理可以認(rèn)為是對核磁共振數(shù)據(jù)處理中的一種。

步驟102：根據(jù)所述核磁共振回波數(shù)據(jù)，提取一般先驗(yàn)信息。

在一個(gè)實(shí)施方式中，需要說明的是，所述一般先驗(yàn)信息可以是具有具體物理意義的先驗(yàn)信息，也可以是不具有具體物理意義的一般化先驗(yàn)信息。其中，所述一般化指不關(guān)注所提取的先驗(yàn)信息是否具備實(shí)際的物理意義，區(qū)別于通常使用具有物理意義的先驗(yàn)信息。但是，需要說明的是本發(fā)明中提取所述一般先驗(yàn)信息的核函數(shù)需要滿足拉普拉斯變換函數(shù)對存在。通過將先驗(yàn)信息一般化，可以簡化核函數(shù)的構(gòu)造過程，擴(kuò)大一般先驗(yàn)信息的選擇范圍，解決了現(xiàn)有數(shù)據(jù)反演方法中存在的先驗(yàn)信息范圍有限、核函數(shù)構(gòu)造過程復(fù)雜和無法根據(jù)不同反演需要將不同先驗(yàn)信息進(jìn)行優(yōu)選組合以提高反演精度的問題。具體實(shí)施時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際情況或者具體的反演需要選擇效果相對較好的一種一般先驗(yàn)信息或多種不同性質(zhì)的一般先驗(yàn)信息的組合作為約束條件，進(jìn)行后續(xù)的反演求解?？梢韵全@取多種不同性質(zhì)的一般先驗(yàn)信息，通過分別單獨(dú)施加多種一般先驗(yàn)信息中每種一般先驗(yàn)信息作為約束條件，進(jìn)行反演，得到對應(yīng)反演結(jié)果，根據(jù)反演結(jié)果明確每種先驗(yàn)信息對反演結(jié)果的具體影響，再根據(jù)具體反演要求，針對性地選擇多種一般先驗(yàn)信息中的一種或多種作為約束條件，進(jìn)行反演求解。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述一般先驗(yàn)信息具體可以包括：第一先驗(yàn)信息和/或第二先驗(yàn)信息，其中，所述第一先驗(yàn)信息用于提高短弛豫部分聚焦性，所述第二先驗(yàn)信息用于提高短弛豫部分幅值精度；相應(yīng)的，將所述一般先驗(yàn)信息作為約束條件，建立目標(biāo)函，包括：將所述第一先驗(yàn)信息和/或所述第二先驗(yàn)信息作為約束條件，建立目標(biāo)函數(shù)。具體實(shí)施時(shí)，可以根據(jù)具體情況和反演需要選擇單獨(dú)一種一般先驗(yàn)信息作為約束條件，也可以選擇兩種或多種一般先驗(yàn)信息作為約束條件。對此，本申請不作限定。

例如，針對核磁共振數(shù)據(jù)反演中普遍存在的T₂譜短弛豫部分反演不精確問題。由于通過冪函數(shù)正弦變換提取的第一先驗(yàn)信息和通過指數(shù)冪函數(shù)變換提取的第二先驗(yàn)信息分別對T₂譜短弛豫部分反演結(jié)果的聚焦性和幅值精度影響較大，因此可以將第一先驗(yàn)信息和第二先驗(yàn)信息組合起來作為約束條件，構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，進(jìn)行反演求解。通過反演的數(shù)值模擬結(jié)果，可以看出組合施加這兩種先驗(yàn)信息的反演結(jié)果綜合了單獨(dú)施加時(shí)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)提高了T₂譜短弛豫部分的聚焦性和幅值精度。同時(shí)驗(yàn)證了基于一般先驗(yàn)信息約束的核磁共振數(shù)據(jù)反演方法便于將不同性質(zhì)先驗(yàn)信息進(jìn)行優(yōu)選組合，從而實(shí)現(xiàn)對反演結(jié)果精度的針對性提高。

在一個(gè)實(shí)施方式中，為了提取一般先驗(yàn)信息，具體可以按照以下步驟執(zhí)行。

S1：構(gòu)造提取一般先驗(yàn)信息的核函數(shù)，其中，所述核函數(shù)滿足拉普拉斯變換函數(shù)對存在。

在一個(gè)實(shí)施方式中，為了確定滿足拉普拉斯變換函數(shù)對存在的核函數(shù)，可以按照以下公式確定核函數(shù)：

k(t,α)＝λ(α,β)d(t,β)p(t,α)

其中，k(t,α)為所述核函數(shù)，λ(α,β)為與α和β相關(guān)的常數(shù)項(xiàng)，d(t,β)為衰減項(xiàng)，p(t,α)為初始函數(shù)，α為待定變量，β為控制能量衰減的參數(shù)，t為時(shí)間。

S2：根據(jù)所述核函數(shù)，通過積分變換，提取所述一般先驗(yàn)信息。

在一個(gè)實(shí)施方式中，在得到滿足拉普拉斯變換函數(shù)對存在的核函數(shù)后，具體可以按照以下公式提取所述一般先驗(yàn)信息：

其中，G(t)為采集的核磁共振回波數(shù)據(jù)，T₂為核磁共振橫向弛豫時(shí)間，f(T₂)為核磁共振橫向弛豫時(shí)間為T₂時(shí)的譜幅度，ε(t)為噪聲，k(t,α)為所述核函數(shù)，K(T₂，α)為k(t,α)對應(yīng)的拉普拉斯變換函數(shù)，P為所述一般先驗(yàn)信息，α為待定變量，t為時(shí)間。

在一個(gè)實(shí)施方式中，為了進(jìn)一步提高反演結(jié)果的精度，可以根據(jù)具體反演需要，選擇一個(gè)或多個(gè)符合反演需要的先驗(yàn)信息進(jìn)行組合作為約束條件，進(jìn)而進(jìn)行反演求解。

例如，以所述預(yù)設(shè)先驗(yàn)信息包括第一先驗(yàn)信息和第二先驗(yàn)信息為例，可以分別通過冪函數(shù)正弦變換得到的第一參數(shù)作為第一先驗(yàn)信息，通過指數(shù)冪函數(shù)變換得到的第二參數(shù)作為第二先驗(yàn)信息。其中：

通過冪函數(shù)正弦變換提取第一先驗(yàn)信息，具體可以按照以下公式求解：

k₁(t,α₁)＝t^-1sin(α₁t)

K₁(T₂,α₁)＝cot(α₁T₂)

其中，k₁(t,α₁)為所述第一先驗(yàn)信息的核函數(shù)，K₁(T₂,α₁)為與k₁(t,α₁)對應(yīng)的拉普拉斯變換函數(shù)，E₁為k₁(t,α₁)對應(yīng)的能量，P₁為所述第一先驗(yàn)信息，G(t)為采集的核磁共振回波數(shù)據(jù)，α₁為待定變量，t為時(shí)間，T₂為橫向弛豫時(shí)間。

通過指數(shù)冪函數(shù)變換提取第二先驗(yàn)信息，具體可以按照以下公式求解：

其中，k₂(t,α₂)為所述第二先驗(yàn)信息的核函數(shù)，K₂(T₂,α₂)為與k₂(t,α₂)對應(yīng)的拉普拉斯變換函數(shù)，E₂為k₂(t,α₂)對應(yīng)的能量，P₂為所述第二先驗(yàn)信息，G(t)為采集的核磁共振回波數(shù)據(jù)，α₂為待定變量，t為時(shí)間，T₂為橫向弛豫時(shí)間，β為控制能量衰減的參數(shù)，可通過與E₂的關(guān)系求得。

需要說明的是，上述實(shí)施方式是為了更好地說明本發(fā)明實(shí)施例，僅以兩種先驗(yàn)信息情況進(jìn)行示意性說明，即僅以核函數(shù)的形式為冪函數(shù)作為衰減項(xiàng)的正弦函數(shù)和指數(shù)函數(shù)作為衰減項(xiàng)的冪函數(shù)兩種情況進(jìn)行說明。具體實(shí)施時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際情況和具體反演要求確定一種，兩種或多種符合反演要求的一般先驗(yàn)信息組合。其中，一般先驗(yàn)信息所對應(yīng)的核函數(shù)可以是任意的函數(shù)形式。對此，本發(fā)明不做限定。

步驟103：將所述一般先驗(yàn)信息作為約束條件，建立目標(biāo)函數(shù)。

在一個(gè)實(shí)施方式中，為了充分利用所述一般先驗(yàn)信息作為約束條件，具體實(shí)施時(shí)，可以按照以下方式建立目標(biāo)函數(shù)。

S1：根據(jù)所述一般先驗(yàn)信息，確定目標(biāo)函數(shù)的數(shù)據(jù)矩陣。

在一個(gè)實(shí)施方式中，為了確定目標(biāo)函數(shù)的數(shù)據(jù)矩陣，具體實(shí)施時(shí)可以根據(jù)所提取的一般先驗(yàn)信息，對目標(biāo)函數(shù)的數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行對應(yīng)的修改。以分別單獨(dú)使用兩種一般先驗(yàn)信息和組合使用兩種一般先驗(yàn)信息作為約束條件的三種情況為例?？梢愿鶕?jù)所述兩種一般先驗(yàn)信息，構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)的數(shù)據(jù)矩陣，其中，所述兩種一般先驗(yàn)信息可以包括第一先驗(yàn)信息和第二先驗(yàn)信息：

S1-1：根據(jù)核磁共振回波數(shù)據(jù)，得到初始數(shù)據(jù)矩陣。

S1-2：將所述第一先驗(yàn)信息加入所述初始數(shù)據(jù)矩陣，得到第一數(shù)據(jù)矩陣，其中，第一數(shù)據(jù)矩陣為單獨(dú)應(yīng)用第一先驗(yàn)信息作為約束條件反演求解所對應(yīng)的數(shù)據(jù)矩陣。

S1-3：將所述第二先驗(yàn)信息加入所述初始數(shù)據(jù)矩陣，得到第二數(shù)據(jù)矩陣，其中，第二數(shù)據(jù)矩陣為單獨(dú)應(yīng)用第二先驗(yàn)信息作為約束條件反演求解所對應(yīng)的數(shù)據(jù)矩陣。

S1-4：將所述第一先驗(yàn)信息和第二先驗(yàn)信息加入初始數(shù)據(jù)矩陣，得到第三數(shù)據(jù)矩陣，其中，第三數(shù)據(jù)矩陣為同時(shí)應(yīng)用第一先驗(yàn)信息和第二先驗(yàn)信息作為約束條件反演求解所對應(yīng)的數(shù)據(jù)矩陣。

具體實(shí)施時(shí)可以按照以下公式，分別獲得所述第一數(shù)據(jù)矩陣、所述第二數(shù)據(jù)矩陣和所述第三數(shù)據(jù)矩陣：

其中，為所述第一數(shù)據(jù)矩陣，為所述第二數(shù)據(jù)矩陣，為所述第三數(shù)據(jù)矩陣，G為所述初始數(shù)據(jù)矩陣，為α₁取N₁個(gè)不同值所分別對應(yīng)的第一先驗(yàn)信息，為α₂取N₂個(gè)不同值所分別對應(yīng)的第二先驗(yàn)信息。

需要說明的是，上述實(shí)施方式是為了更好地說明本發(fā)明實(shí)施例，僅以分別單獨(dú)使用兩種一般先驗(yàn)信息和組合使用兩種一般先驗(yàn)信息三種情況進(jìn)行示意性說明。具體實(shí)施時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際情況和具體反演要求使用一種，兩種或多種一般先驗(yàn)信息，確定相應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)數(shù)據(jù)矩陣。確定的過程可以參照上述實(shí)施方式。例如，使用三種一般先驗(yàn)信息時(shí)，可以將三種一般先驗(yàn)信息同時(shí)施加，得到目標(biāo)函數(shù)的數(shù)據(jù)矩陣。對于使用其他種類個(gè)數(shù)的先驗(yàn)信息確定目標(biāo)函數(shù)數(shù)據(jù)矩陣的過程，本發(fā)明不再贅述。

S2：根據(jù)提取一般先驗(yàn)信息核函數(shù)的拉普拉斯變換函數(shù)，確定目標(biāo)函數(shù)的系數(shù)矩陣。

在一個(gè)實(shí)施方式中，為了確定目標(biāo)函數(shù)的系數(shù)矩陣，具體實(shí)施時(shí)可以根據(jù)提取一般先驗(yàn)信息核函數(shù)的拉普拉斯變換函數(shù)，對目標(biāo)函數(shù)的系數(shù)矩陣進(jìn)行對應(yīng)的修改。以分別單獨(dú)使用兩種一般先驗(yàn)信息和同時(shí)使用兩種一般先驗(yàn)信息作為約束條件的三種情況為例?？梢愿鶕?jù)兩種提取一般先驗(yàn)信息核函數(shù)的拉普拉斯變換函數(shù)，構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)的系數(shù)矩陣，其中，所述兩種一般先驗(yàn)信息可以包括第一先驗(yàn)信息和第二先驗(yàn)信息：

S2-1：根據(jù)核磁共振回波數(shù)據(jù)，得到初始系數(shù)矩陣。

S2-2：將提取所述第一先驗(yàn)信息所用核函數(shù)的拉普拉斯變換函數(shù)加入所述初始系數(shù)矩陣，得到第一系數(shù)矩陣，其中，第一系數(shù)矩陣為單獨(dú)應(yīng)用第一先驗(yàn)信息作為約束條件反演求解所對應(yīng)的系數(shù)矩陣。

S2-3：將提取所述第二先驗(yàn)信息所用核函數(shù)的拉普拉斯變換函數(shù)加入所述初始系數(shù)矩陣，得到第二系數(shù)矩陣，其中，第二系數(shù)矩陣為單獨(dú)應(yīng)用第二先驗(yàn)信息作為約束條件反演求解所對應(yīng)的系數(shù)矩陣。

S2-4：將提取所述第一先驗(yàn)信息和第二先驗(yàn)信息所用核函數(shù)的拉普拉斯變換函數(shù)組合加入初始系數(shù)矩陣，得到第三系數(shù)矩陣，其中，第三系數(shù)矩陣為同時(shí)應(yīng)用第一先驗(yàn)信息和第二先驗(yàn)信息作為約束條件反演求解所對應(yīng)的系數(shù)矩陣。

具體可以按照以下公式，分別獲得所述第一系數(shù)矩陣、所述第二系數(shù)矩陣和所述第三系數(shù)矩陣：

其中，為所述第一系數(shù)矩陣，為所述第二系數(shù)矩陣，為所述第三系數(shù)矩陣，L為所述初始系數(shù)矩陣，為α₁取N₁個(gè)不同值所分別對應(yīng)的提取第一先驗(yàn)信息所用核函數(shù)的拉普拉斯變換函數(shù)，為α₂取N₂個(gè)不同值所分別對應(yīng)的提取第二先驗(yàn)信息所用核函數(shù)的拉普拉斯變換函數(shù)。

需要說明的是，上述實(shí)施方式是為了更好地說明本發(fā)明實(shí)施例，僅以分別單獨(dú)使用兩種一般先驗(yàn)信息和組合使用兩種一般先驗(yàn)信息三種情況進(jìn)行示意性說明。具體實(shí)施時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際情況和具體反演要求使用一種，兩種或多種提取一般先驗(yàn)信息所用核函數(shù)的拉普拉斯變換函數(shù)，確定相應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)系數(shù)矩陣。確定的過程可以參照上述實(shí)施方式。例如，使用三種提取一般先驗(yàn)信息所用核函數(shù)的拉普拉斯變換函數(shù)時(shí)，可以將三種提取一般先驗(yàn)信息所用核函數(shù)的拉普拉斯變換函數(shù)同時(shí)施加，得到確定目標(biāo)函數(shù)的系數(shù)矩陣。對于使用其他種類個(gè)數(shù)的提取一般先驗(yàn)信息所用核函數(shù)的拉普拉斯變換函數(shù)確定目標(biāo)函數(shù)系數(shù)矩陣的過程，本發(fā)明不再贅述。

S3：根據(jù)所述一般先驗(yàn)信息的標(biāo)準(zhǔn)差，確定目標(biāo)函數(shù)的權(quán)重矩陣。

在一個(gè)實(shí)施方式中，為了確定目標(biāo)函數(shù)的權(quán)重矩陣，具體實(shí)施時(shí)可以根據(jù)一般先驗(yàn)信息的標(biāo)準(zhǔn)差，對目標(biāo)函數(shù)的權(quán)重矩陣進(jìn)行對應(yīng)的修改。以分別單獨(dú)使用兩種一般先驗(yàn)信息和同時(shí)使用兩種一般先驗(yàn)信息作為約束條件的三種情況為例。可以根據(jù)所述兩種一般先驗(yàn)信息的標(biāo)準(zhǔn)差，構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)的權(quán)重矩陣，其中，所述兩種一般先驗(yàn)信息可以包括第一先驗(yàn)信息和第二先驗(yàn)信息：

S3-1：根據(jù)所述第一先驗(yàn)信息的核函數(shù)，確定第一標(biāo)準(zhǔn)差。

S3-2：根據(jù)所述第二先驗(yàn)信息的核函數(shù)，確定第二標(biāo)準(zhǔn)差。

S3-3：根據(jù)核磁共振回波數(shù)據(jù)，得到初始權(quán)重矩陣。

S3-4：將所述第一標(biāo)準(zhǔn)差加入所述初始權(quán)重矩陣，得到第一權(quán)重矩陣，其中，第一權(quán)重矩陣為單獨(dú)應(yīng)用第一先驗(yàn)信息作為約束條件反演求解所對應(yīng)的權(quán)重矩陣。

S3-5：將所述第二標(biāo)準(zhǔn)差加入所述初始權(quán)重矩陣，得到第二權(quán)重矩陣，其中，第二權(quán)重矩陣為單獨(dú)應(yīng)用第二先驗(yàn)信息作為約束條件反演求解所對應(yīng)的權(quán)重矩陣。

S3-6：將所述第一標(biāo)準(zhǔn)差和第二標(biāo)準(zhǔn)差加入初始權(quán)重矩陣，得到第三權(quán)重矩陣，其中，第三權(quán)重矩陣為單獨(dú)應(yīng)用第三先驗(yàn)信息作為約束條件反演求解所對應(yīng)的權(quán)重矩陣。

具體可以按照以下公式，根據(jù)第一先驗(yàn)信息的核函數(shù)確定第一標(biāo)準(zhǔn)差，根據(jù)第二先驗(yàn)信息的核函數(shù)確定第二標(biāo)準(zhǔn)差：

其中，σ₁為所述第一標(biāo)準(zhǔn)差，σ₂為所述第二標(biāo)準(zhǔn)差，σ_ε為所述核磁共振回波數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差，k₁(it_E,α₁)為所述第一先驗(yàn)信息的核函數(shù)，k₂(it_E,α₂)為所述第二先驗(yàn)信息的核函數(shù)，α₁為k₁(it_E,α₁)中待定變量，α₂為k₂(it_E,α₂)中待定變量，t_E為回波間隔。

具體可以按照以下公式，根據(jù)第一標(biāo)準(zhǔn)差和第二標(biāo)準(zhǔn)差，分別獲得所述第一權(quán)重矩陣、所述第二權(quán)重矩陣和所述第三權(quán)重矩陣：

其中，為所述第一權(quán)重矩陣，為所述第二權(quán)重矩陣，為所述第三權(quán)重矩陣，σ_ε為所述核磁共振回波數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差，為α₁取N₁個(gè)不同值所分別對應(yīng)的第一標(biāo)準(zhǔn)差，為α₂取N₂個(gè)不同值所分別對應(yīng)的第二標(biāo)準(zhǔn)差。

需要說明的是，上述實(shí)施方式是為了更好地說明本發(fā)明實(shí)施例，僅以分別單獨(dú)使用兩種一般先驗(yàn)信息和組合使用兩種一般先驗(yàn)信息三種情況進(jìn)行示意性說明。具體實(shí)施時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際情況和具體反演要求使用一種，兩種或多種一般先驗(yàn)信息的核函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差，確定相應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)權(quán)重矩陣。確定的過程可以參照上述實(shí)施方式。例如，使用三種一般先驗(yàn)信息的核函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差時(shí)，可以同時(shí)施加三種一般先驗(yàn)信息的核函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差，得到目標(biāo)函數(shù)的權(quán)重矩陣。對于使用其他種類個(gè)數(shù)的一般先驗(yàn)信息的標(biāo)準(zhǔn)差確定目標(biāo)函數(shù)權(quán)重矩陣的過程，本發(fā)明不再贅述。

S4：根據(jù)所述目標(biāo)函數(shù)的數(shù)據(jù)矩陣、所述目標(biāo)函數(shù)的系數(shù)矩陣和所述目標(biāo)函數(shù)的權(quán)重矩陣，建立所述目標(biāo)函數(shù)。

在一個(gè)實(shí)施方式中，可以根據(jù)所述目標(biāo)函數(shù)的數(shù)據(jù)矩陣、所述目標(biāo)函數(shù)的系數(shù)矩陣和所述目標(biāo)函數(shù)的權(quán)重矩陣，按照以下公式，建立所述目標(biāo)函數(shù)：

其中，f為待求解向量，為所述目標(biāo)函數(shù)的權(quán)重矩陣，為所述目標(biāo)函數(shù)的系數(shù)矩陣，為所述目標(biāo)函數(shù)的數(shù)據(jù)矩陣，α為正則化參數(shù)。

步驟104：根據(jù)所述目標(biāo)函數(shù)，對所述核磁共振回波數(shù)據(jù)進(jìn)行反演，得到反演結(jié)果。

在一個(gè)實(shí)施方式匯總，為了獲得準(zhǔn)確的反演結(jié)果，具體可以按照以下步驟執(zhí)行：

S1：根據(jù)所述核磁共振回波數(shù)據(jù)對所述目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行求解，得到符合預(yù)設(shè)要求的結(jié)果數(shù)據(jù)。

S2：將所述符合預(yù)設(shè)要求的結(jié)果數(shù)據(jù)作為所述反演結(jié)果。

在一個(gè)實(shí)施方式中，為了對油藏進(jìn)行開采還可以根據(jù)反演結(jié)果對目標(biāo)區(qū)域的油藏進(jìn)行開發(fā)。在本實(shí)施方式中，所述反演結(jié)果具體可以指的是T₂譜。其中，T₂譜一般是描述核磁共振磁化強(qiáng)度橫向分量恢復(fù)過程的時(shí)間常數(shù)，因此也被稱為橫向弛豫時(shí)間。根據(jù)所述T₂譜，可以進(jìn)一步提取得到地層的巖石物理參數(shù)信息。進(jìn)而可以根據(jù)巖石物理參數(shù)信息分析目標(biāo)區(qū)域的油藏情況，再根據(jù)油藏情況進(jìn)行油藏開發(fā)。

在本發(fā)明實(shí)施例中，通過將先驗(yàn)信息一般化，將不具有物理意義的參數(shù)作為一般先驗(yàn)信息，根據(jù)具體反演需要，對不同的一般先驗(yàn)信息進(jìn)行組合作為約束條件構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)，并反演求解，從而解決了現(xiàn)有的數(shù)據(jù)反演方法中存在的先驗(yàn)信息種類有限、核函數(shù)構(gòu)造過程復(fù)雜和反演精度低的技術(shù)問題，達(dá)到了簡化反演過程和提高反演結(jié)果精度的技術(shù)效果。

基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實(shí)施例中還提供了一種基于一般先驗(yàn)信息約束的核磁共振數(shù)據(jù)反演裝置，如下面的實(shí)施例所述。由于裝置解決問題的原理與數(shù)據(jù)反演方法相似，因此數(shù)據(jù)反演裝置的實(shí)施可以參見數(shù)據(jù)反演方法的實(shí)施，重復(fù)之處不再贅述。以下所使用的，術(shù)語“單元”或者“模塊”可以實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能的軟件和/或硬件的組合。盡管以下實(shí)施例所描述的裝置較佳地以軟件來實(shí)現(xiàn)，但是硬件，或者軟件和硬件的組合的實(shí)現(xiàn)也是可能并被構(gòu)想的。請參閱圖2，是本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)據(jù)反演裝置的一種組成結(jié)構(gòu)圖，該裝置可以包括：采集模塊201、一般先驗(yàn)信息提取模塊202、目標(biāo)函數(shù)建立模塊203和反演模塊204，下面對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體說明。

采集模塊201，用于采集核磁共振回波數(shù)據(jù)。

一般先驗(yàn)信息提取模塊202，用于利用積分變換方法，從所述核磁共振回波數(shù)據(jù)中提取一般先驗(yàn)信息。

目標(biāo)函數(shù)建立模塊203，用于將所述一般先驗(yàn)信息作為約束條件，建立目標(biāo)函數(shù)。

反演模塊204，用于根據(jù)所述目標(biāo)函數(shù)，對所述核磁共振回波數(shù)據(jù)進(jìn)行反演，得到反演結(jié)果。

在一個(gè)實(shí)施方式中，一般先驗(yàn)信息提取模塊202可以包括：

核函數(shù)構(gòu)造單元，用于構(gòu)造提取一般先驗(yàn)信息的核函數(shù)，其中，所述核函數(shù)滿足拉普拉斯變換函數(shù)對存在；

一般先驗(yàn)信息提取單元，用于根據(jù)所述核函數(shù)，通過積分變換，提取所述一般先驗(yàn)信息。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述核函數(shù)構(gòu)造單元可以按照以下公式，確定所述核函數(shù)：

k(t,α)＝λ(α,β)d(t,β)p(t,α)

其中，k(t,α)為所述核函數(shù)，λ(α,β)為與α和β相關(guān)的常數(shù)項(xiàng)，d(t,β)為衰減項(xiàng)，p(t,α)為初始函數(shù)，α為待定變量，β為控制能量衰減的參數(shù)，t為時(shí)間。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述一般先驗(yàn)信息提取單元可以根據(jù)所述核函數(shù)，按照以下公式提取所述一般先驗(yàn)信息：

其中，G(t)為采集的核磁共振回波數(shù)據(jù)，T₂為核磁共振橫向弛豫時(shí)間，f(T₂)為核磁共振弛豫時(shí)間為T₂的譜幅度，ε(t)為噪聲，k(t,α)為所述核函數(shù)，K(T₂，α)為k(t,α)對應(yīng)的拉普拉斯變換函數(shù)，P為所述一般先驗(yàn)信息，α為待定變量，t為時(shí)間。

在一個(gè)實(shí)施方式中，為了獲取不同性質(zhì)的一般先驗(yàn)信息，所述一般先驗(yàn)信息提取單元可以包括第一先驗(yàn)信息提取子單元和/或第二先驗(yàn)信息提取子單元。其中：

第一先驗(yàn)信息提取子單元可以利用積分變換方法，從所述核磁共振回波數(shù)據(jù)中按照以下公式，提取所述第一先驗(yàn)信息：

k₁(t,α₁)＝t^-1sin(α₁t)

K₁(T₂,α₁)＝cot(α₁T₂)

其中，k₁(t,α₁)為所述第一先驗(yàn)信息的核函數(shù)，K₁(T₂,α₁)為與k₁(t,α₁)對應(yīng)的拉普拉斯變換函數(shù)，E₁為k₁(t,α₁)對應(yīng)的能量，P₁為所述第一先驗(yàn)信息，G(t)為采集的核磁共振回波數(shù)據(jù)，α₁為待定變量，t為時(shí)間，T₂為橫向弛豫時(shí)間。

第二先驗(yàn)信息提取子單元可以利用積分變換方法，從所述核磁共振回波數(shù)據(jù)中按照以下公式，確定所述第二先驗(yàn)信息：

其中，k₂(t,α₂)為所述第二先驗(yàn)信息的核函數(shù)，K₂(T₂,α₂)為與k₂(t,α₂)對應(yīng)的拉普拉斯變換函數(shù)，E₂為k₂(t,α₂)對應(yīng)的能量，P₂為所述第二先驗(yàn)信息，G(t)為采集的核磁共振回波數(shù)據(jù)，α₂為待定變量，t為時(shí)間，T₂為橫向弛豫時(shí)間，β為控制能量衰減的參數(shù)，可通過與E₂的關(guān)系求得。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述目標(biāo)函數(shù)建立模塊203可以包括：

數(shù)據(jù)矩陣建立單元，用于根據(jù)所述一般先驗(yàn)信息，確定目標(biāo)函數(shù)的數(shù)據(jù)矩陣；

系數(shù)矩陣建立單元，用于根據(jù)提取一般先驗(yàn)信息所用核函數(shù)的拉普拉斯變換函數(shù)，確定目標(biāo)函數(shù)的系數(shù)矩陣；

權(quán)重矩陣建立單元，用于根據(jù)一般先驗(yàn)信息的標(biāo)準(zhǔn)差，確定目標(biāo)函數(shù)的權(quán)重矩陣；

目標(biāo)函數(shù)建立單元，用于根據(jù)所述目標(biāo)函數(shù)的數(shù)據(jù)矩陣、所述目標(biāo)函數(shù)的系數(shù)矩陣和所述目標(biāo)函數(shù)的權(quán)重矩陣，建立所述目標(biāo)函數(shù)。

在一個(gè)實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)矩陣建立單元可以按照以下公式，分別獲得所述第一數(shù)據(jù)矩陣、所述第二數(shù)據(jù)矩陣和所述第三數(shù)據(jù)矩陣：

其中，為所述第一數(shù)據(jù)矩陣，為所述第二數(shù)據(jù)矩陣，為所述第三數(shù)據(jù)矩陣，G為所述初始數(shù)據(jù)矩陣，為α₁取N₁個(gè)不同值所分別對應(yīng)的第一先驗(yàn)信息，為α₂取N₂個(gè)不同值所分別對應(yīng)的第二先驗(yàn)信息。需要說明的是，第一數(shù)據(jù)矩陣為單獨(dú)應(yīng)用第一先驗(yàn)信息作為約束條件反演求解所對應(yīng)的數(shù)據(jù)矩陣，第二數(shù)據(jù)矩陣為單獨(dú)應(yīng)用第二先驗(yàn)信息作為約束條件反演求解所對應(yīng)的數(shù)據(jù)矩陣，第三數(shù)據(jù)矩陣為同時(shí)應(yīng)用第一先驗(yàn)信息和第二先驗(yàn)信息作為約束條件反演求解所對應(yīng)的數(shù)據(jù)矩陣。

在一個(gè)實(shí)施方式中，系數(shù)矩陣建立單元可以按照以下公式，分別獲得所述第一系數(shù)矩陣、所述第二系數(shù)矩陣和所述第三系數(shù)矩陣：

其中，為所述第一系數(shù)矩陣，為所述第二系數(shù)矩陣，為所述第三系數(shù)矩陣，L為所述初始系數(shù)矩陣，為α₁取N₁個(gè)不同值所分別對應(yīng)的提取第一先驗(yàn)信息所用核函數(shù)的拉普拉斯變換函數(shù)，為α₂取N₂個(gè)不同值所分別對應(yīng)的提取第二先驗(yàn)信息所用核函數(shù)的拉普拉斯變換函數(shù)。需要說明的是，第一系數(shù)矩陣為單獨(dú)應(yīng)用第一先驗(yàn)信息作為約束條件反演求解所對應(yīng)的系數(shù)矩陣，第二系數(shù)矩陣為單獨(dú)應(yīng)用第二先驗(yàn)信息作為約束條件反演求解所對應(yīng)的系數(shù)矩陣，第三系數(shù)矩陣為同時(shí)應(yīng)用第一先驗(yàn)信息和第二先驗(yàn)信息作為約束條件反演求解所對應(yīng)的系數(shù)矩陣。

在一個(gè)實(shí)施方式中，權(quán)重矩陣建立單元可以包括標(biāo)準(zhǔn)差確定子單元和權(quán)重矩陣確定子單元，其中：

標(biāo)準(zhǔn)差確定子單元可以按照以下公式，根據(jù)第一先驗(yàn)信息的核函數(shù)確定第一標(biāo)準(zhǔn)差，根據(jù)第二先驗(yàn)信息的核函數(shù)確定第二標(biāo)準(zhǔn)差：

其中，σ₁為所述第一標(biāo)準(zhǔn)差，σ₂為所述第二標(biāo)準(zhǔn)差，σ_ε為所述核磁共振回波數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差，k₁(it_E,α₁)為所述第一先驗(yàn)信息的核函數(shù)，k₂(it_E,α₂)為所述第二先驗(yàn)信息的核函數(shù)，α₁為k₁(it_E,α₁)中待定變量，α₂為k₂(it_E,α₂)中待定變量，t_E為回波間隔。

權(quán)重矩陣確定子單元可以按照以下公式，根據(jù)第一標(biāo)準(zhǔn)差和第二標(biāo)準(zhǔn)差，分別獲得所述第一權(quán)重矩陣、所述第二權(quán)重矩陣和所述第三權(quán)重矩陣：

其中，為所述第一權(quán)重矩陣，為所述第二權(quán)重矩陣，為所述第三權(quán)重矩陣，σ_ε為所述核磁共振回波數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差，為α₁取N₁個(gè)不同值所分別對應(yīng)的第一標(biāo)準(zhǔn)差，為α₂取N₂個(gè)不同值所分別對應(yīng)的第二標(biāo)準(zhǔn)差。需要說明的是，第一權(quán)重矩陣為單獨(dú)應(yīng)用第一先驗(yàn)信息作為約束條件反演求解所對應(yīng)的權(quán)重矩陣，第二權(quán)重矩陣為單獨(dú)應(yīng)用第二先驗(yàn)信息作為約束條件反演求解所對應(yīng)的權(quán)重矩陣，第三權(quán)重矩陣為同時(shí)應(yīng)用第一先驗(yàn)信息和第二先驗(yàn)信息作為約束條件反演求解所對應(yīng)的權(quán)重矩陣。

在一個(gè)實(shí)施方式中，目標(biāo)函數(shù)建立單元可以根據(jù)所述目標(biāo)函數(shù)的數(shù)據(jù)矩陣、所述目標(biāo)函數(shù)的系數(shù)矩陣和所述目標(biāo)函數(shù)的權(quán)重矩陣，按照以下公式，建立所述目標(biāo)函數(shù)：

其中，f為待求解向量，為所述目標(biāo)函數(shù)的權(quán)重矩陣，為所述目標(biāo)函數(shù)的系數(shù)矩陣，為所述目標(biāo)函數(shù)的數(shù)據(jù)矩陣，α為正則化參數(shù)。

在一個(gè)實(shí)施方式中，基于一般先驗(yàn)信息約束的核磁共振數(shù)據(jù)反演裝置還可以包括油藏開采模塊，用于根據(jù)反演結(jié)果，進(jìn)行油藏開采。

從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的基于一般先驗(yàn)信息約束的核磁共振數(shù)據(jù)反演方法和裝置，通過將先驗(yàn)信息一般化，能夠根據(jù)實(shí)際反演需要，選擇符合要求的參數(shù)作為先驗(yàn)信息，再以優(yōu)選的先驗(yàn)信息作為約束條件構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行反演求解。解決了現(xiàn)有的數(shù)據(jù)反演方法存在的反演過程復(fù)雜和反演結(jié)果準(zhǔn)確度不高的技術(shù)問題，達(dá)到了簡化反演過程和提高反演結(jié)果精度的技術(shù)效果。

本說明書中的各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處。尤其，對于系統(tǒng)實(shí)施例而言，由于其基本相似于方法實(shí)施例，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法實(shí)施例的部分說明即可。

需要說明的是，上述實(shí)施方式闡明的系統(tǒng)、裝置、模塊或單元，具體可以由計(jì)算機(jī)芯片或?qū)嶓w實(shí)現(xiàn)，或者由具有某種功能的產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)。為了描述的方便，在本說明書中，描述以上裝置時(shí)以功能分為各種單元分別描述。當(dāng)然，在實(shí)施本發(fā)明時(shí)可以把各單元的功能在同一個(gè)或多個(gè)軟件和/或硬件中實(shí)現(xiàn)。

此外，在本說明書中，諸如第一和第二這樣的形容詞僅可以用于將一個(gè)元素或動(dòng)作與另一元素或動(dòng)作進(jìn)行區(qū)分，而不必要求或暗示任何實(shí)際的這種關(guān)系或順序。在環(huán)境允許的情況下，參照元素或部件或步驟(等)不應(yīng)解釋為局限于僅元素、部件、或步驟中的一個(gè)，而可以是元素、部件、或步驟中的一個(gè)或多個(gè)等。

在一個(gè)具體實(shí)施例中，應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例提供的基于一般先驗(yàn)信息約束的核磁共振數(shù)據(jù)反演方法/裝置對模擬的核磁共振回波數(shù)據(jù)進(jìn)行反演處理，以詳細(xì)說明本發(fā)明實(shí)施例提供的基于一般先驗(yàn)信息約束的核磁共振數(shù)據(jù)反演方法/裝置在具體的情況下的使用方法。

具體實(shí)施流程可以參閱圖3，按步驟應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例提供的基于一般先驗(yàn)信息約束的核磁共振數(shù)據(jù)反演方法/裝置求解反演結(jié)果。該實(shí)施例可以將用作約束條件的先驗(yàn)信息一般化，以克服現(xiàn)有技術(shù)中核函數(shù)構(gòu)造過程復(fù)雜、先驗(yàn)信息種類少以及不同先驗(yàn)信息間優(yōu)化組合受限的問題。具體的實(shí)施，可以包括：

步驟301：采集核磁共振回波數(shù)據(jù)；

步驟302：利用積分變換方法，從所述核磁共振回波數(shù)據(jù)中提取先驗(yàn)信息；

步驟303：根據(jù)Tikhonov方法對應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)，將所述先驗(yàn)信息作為約束條件，構(gòu)建反演方法目標(biāo)函數(shù)；

需要說明的是，Tikhonov方法是一種正則化算法。具體實(shí)施時(shí)，也可以根據(jù)具體情況選擇其他相應(yīng)的算法，對此，本發(fā)明不做限定。

步驟304：根據(jù)所述目標(biāo)函數(shù)，對所述核磁共振回波數(shù)據(jù)進(jìn)行反演，獲取所述核磁共振回波數(shù)據(jù)的反演結(jié)果。

為了更清楚地說明本申請技術(shù)方案，下面詳細(xì)說明步驟302中積分變換方法提取先驗(yàn)信息的推導(dǎo)過程和積分變換所用核函數(shù)的構(gòu)造過程以及步驟303中新反演方法目標(biāo)函數(shù)的構(gòu)造過程。

1)步驟302中積分變換方法提取先驗(yàn)信息的推導(dǎo)過程：

核磁共振測井所測回波數(shù)據(jù)可通過如下公式表示：

其中，G(t)為采集的核磁共振回波數(shù)據(jù)，T₂為核磁共振橫向弛豫時(shí)間，單位為s，f(T₂)為核磁共振橫向弛豫時(shí)間為T₂的譜幅度，單位為pu，ε(t)為噪聲。

設(shè)P為從T₂譜中提取的參數(shù)，如下式所示：

若K(T₂,α)對應(yīng)的逆拉普拉斯變換函數(shù)存在，如下式所示：

則將公式(2)和公式(3)代入公式(1)，推導(dǎo)可得參數(shù)P可直接通過下式計(jì)算：

其中，I{G(t)}表示對G(t)作積分變換，可根據(jù)所選核函數(shù)種類來命名積分變換，如本發(fā)明所用冪函數(shù)正弦變換和指數(shù)冪函數(shù)變換。

所求參數(shù)P的不確定性可由下式確定：

其中，σ為通過積分變換方法所求參數(shù)P的標(biāo)準(zhǔn)差，σ_ε為噪聲的標(biāo)準(zhǔn)差，t_E為回波間隔，i為第i個(gè)回波，it_E為時(shí)間，k(it_E,α)為it_E時(shí)對應(yīng)的核函數(shù)值，N為回波個(gè)數(shù)。

由公式(5)可知k(it_E,α)需要滿足能量有限，如下式所示：

參數(shù)P為直接通過積分變換方法從原始回波數(shù)據(jù)中提取的先驗(yàn)信息，不同核函數(shù)對應(yīng)不同先驗(yàn)信息，理論上只要滿足公式(3)的核函數(shù)都可以直接通過公式(4)從原始回波數(shù)據(jù)中提取先驗(yàn)信息，因此能夠提取的先驗(yàn)信息有無數(shù)種，而不必拘泥于其具體物理意義，本發(fā)明僅以冪函數(shù)正弦變換和指數(shù)冪函數(shù)變換為例進(jìn)行說明。

2)步驟302中積分變換所用核函數(shù)的構(gòu)造過程：

可通過下式構(gòu)造核函數(shù)：

k(t,α)＝λ(α,β)d(t,β)p(t,α) (7)

其中，λ(α,β)為與α和β相關(guān)的常數(shù)項(xiàng)；d(t,β)為衰減項(xiàng)，可為指數(shù)衰減或冪函數(shù)衰減。p(t,α)為初始函數(shù)，若滿足公式(6)能量有限，則d(t,β)＝1，λ(α,β)＝1；若不滿足，則可通過衰減項(xiàng)令其滿足，并將公式(7)代入公式(6)求解β，若需要求解的是關(guān)于β的高次方程，則可以通過控制λ(α,β)降次求解，否則令λ(α,β)＝1。

以指數(shù)冪函數(shù)變換為例，指數(shù)代表所選衰減項(xiàng)為指數(shù)衰減形式，冪函數(shù)代表所選初始函數(shù)為冪函數(shù)形式。由于β求解方程形式相對簡單，故取λ(α,β)＝1，最終求得

3)步驟303中新反演方法目標(biāo)函數(shù)的構(gòu)造過程：

不同先驗(yàn)信息對反演結(jié)果的改善效果不同，將先驗(yàn)信息一般化，大大擴(kuò)展了先驗(yàn)信息范圍，便于尋找不同性質(zhì)先驗(yàn)信息，針對應(yīng)用需求，進(jìn)行優(yōu)選組合，構(gòu)造新的目標(biāo)函數(shù)。以本發(fā)明為例，針對核磁共振測井回波數(shù)據(jù)反演中普遍存在的短弛豫部分反演不精確的問題，選取兩種主要改善短弛豫部分反演效果的先驗(yàn)信息進(jìn)行組合作為約束條件，其中，冪函數(shù)正弦變換所提取的先驗(yàn)信息主要提高短弛豫部分聚焦性，指數(shù)冪函數(shù)變換所提取的先驗(yàn)信息主要提高短弛豫部分幅值精度，兩種先驗(yàn)信息同時(shí)施加則綜合了單獨(dú)施加時(shí)的優(yōu)點(diǎn)。

在該實(shí)施例中，目標(biāo)函數(shù)的建立過程具體可以包括：

利用冪函數(shù)正弦變換方法，從所述核磁共振回波數(shù)據(jù)中提取第一種先驗(yàn)信息：

k₁(t,α₁)＝t^-1sin(α₁t)

K₁(T₂,α₁)＝cot(α₁T₂)

其中，k₁(t,α₁)為第一種先驗(yàn)信息的核函數(shù)；K₁(T₂,α₁)為k₁(t,α₁)對應(yīng)的拉普拉斯變換函數(shù)；E₁為k₁(t,α₁)對應(yīng)能量；P₁為利用冪函數(shù)正弦變換方法所提取的第一種先驗(yàn)信息，G(t)為核磁共振原始回波數(shù)據(jù)；σ₁為第一種先驗(yàn)信息的標(biāo)準(zhǔn)差。

利用指數(shù)冪函數(shù)變換方法，從所述核磁共振回波數(shù)據(jù)中提取第二種先驗(yàn)信息：

其中，k₂(t,α₂)為第二種先驗(yàn)信息的核函數(shù)；K₂(T₂,α₂)為k₂(t,α₂)對應(yīng)的拉普拉斯變換函數(shù)；E₂為k₂(t,α₂)對應(yīng)能量，用來確定未知參數(shù)β，本發(fā)明取E₂＝10^-4；P₂為利用指數(shù)冪函數(shù)變換方法所提取的第二種先驗(yàn)信息，G(t)為核磁共振原始回波數(shù)據(jù)；σ₂為第二種先驗(yàn)信息的標(biāo)準(zhǔn)差。

所述新構(gòu)建的反演方法的目標(biāo)函數(shù)為：

式中，為新構(gòu)建的數(shù)據(jù)矩陣，記和分別為施加第一種先驗(yàn)信息、第二種先驗(yàn)信息和兩種先驗(yàn)信息同時(shí)施加時(shí)的數(shù)據(jù)矩陣，如下所示：

式中，N₁為所選α₁個(gè)數(shù)，本發(fā)明取N₁＝20，α₁取值范圍為[0.80,0.82]；N₂為所選α₂個(gè)數(shù)，本發(fā)明取N₂＝3，α₂取值范圍為[1,3]。

為新構(gòu)建的系數(shù)矩陣，記和分別為單獨(dú)施加第一種先驗(yàn)信息、第二種先驗(yàn)信息和兩種先驗(yàn)信息同時(shí)施加時(shí)的系數(shù)矩陣，如下所示：

為新構(gòu)建的權(quán)重矩陣，記和分別為單獨(dú)施加第一種先驗(yàn)信息、第二種先驗(yàn)信息和兩種先驗(yàn)信息同時(shí)施加時(shí)的權(quán)重矩陣，如下所示：

其中，σ_ε為核磁共振回波數(shù)據(jù)噪聲的標(biāo)準(zhǔn)差，σ₁為第一種先驗(yàn)信息的標(biāo)準(zhǔn)差，σ₂為第二種先驗(yàn)信息的標(biāo)準(zhǔn)差。

在本實(shí)施例中，具體實(shí)施時(shí)，應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例提供的基于一般先驗(yàn)信息約束的核磁共振數(shù)據(jù)反演方法/裝置對模擬的核磁共振回波數(shù)據(jù)進(jìn)行反演處理，以驗(yàn)證本發(fā)明實(shí)施例提供的數(shù)據(jù)反演方法/裝置具體反演結(jié)果的準(zhǔn)確性。具體驗(yàn)證可以包括以下內(nèi)容。

1)模擬一種小孔占優(yōu)儲(chǔ)層核磁共振橫向弛豫時(shí)間T₂分布模型，可以參閱圖4。橫坐標(biāo)為T₂(單位為s)，縱坐標(biāo)為孔隙度(單位為pu)，T₂分布預(yù)選了64個(gè)分量且最小值與最大值分別為10^-4s和10s，總孔隙度為10pu。

2)正演圖4小孔占優(yōu)儲(chǔ)層核磁共振橫向弛豫時(shí)間T₂分布模型，得到核磁共振回波數(shù)據(jù)，具體可以參閱圖5。橫坐標(biāo)為時(shí)間(單位為s)，縱坐標(biāo)為孔隙度(單位為pu)，灰線為未加噪聲的核磁共振回波數(shù)據(jù)，黑線為施加了噪聲的核磁共振回波數(shù)據(jù)，回波間隔為0.2ms，回波個(gè)數(shù)為3000，噪聲標(biāo)準(zhǔn)差為0.75pu。

3)圖5為根據(jù)本發(fā)明反演方法和Tikhonov正則化反演方法，對圖5中施加了噪聲的核磁共振回波數(shù)據(jù)進(jìn)行反演得到的橫向弛豫時(shí)間T₂分布與圖4中模擬的橫向弛豫時(shí)間T₂分布模型的對比圖。其中，Model為圖4中模擬的橫向弛豫時(shí)間T₂分布模型，ILT為Tikhonov正則化方法反演結(jié)果，ILT+PST為本發(fā)明反演方法單獨(dú)施加冪函數(shù)正弦變換所提取先驗(yàn)信息作為約束條件時(shí)的反演結(jié)果，ILT+EPT為本發(fā)明反演方法單獨(dú)施加指數(shù)冪函數(shù)變換所提取先驗(yàn)信息作為約束條件時(shí)的反演結(jié)果，ILT+PST&EPT為本發(fā)明反演方法同時(shí)施加冪函數(shù)正弦變換和指數(shù)冪函數(shù)變換所提取先驗(yàn)信息作為約束條件時(shí)的反演結(jié)果?？梢詤㈤唸D6，ILT+PST方法主要提高了短弛豫部分聚焦性，ILT+EPT方法主要提高了短弛豫部分幅值精度，ILT+PST&EPT方法則綜合了上述兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)提高了短弛豫部分的聚焦性和幅值精度。

通過上述具體的應(yīng)用示例，驗(yàn)證了該基于一般先驗(yàn)信息約束的核磁共振數(shù)據(jù)反演方法/裝置確實(shí)可以將先驗(yàn)信息一般化，不僅簡化了核函數(shù)的構(gòu)造過程，而且擴(kuò)展了先驗(yàn)信息的范圍，便于針對不同反演需要，將不同性質(zhì)的先驗(yàn)信息進(jìn)行優(yōu)選組合，實(shí)現(xiàn)對T₂譜特定組分反演精度的提高。以上述具體應(yīng)用實(shí)施例為例，針對現(xiàn)有的核磁共振數(shù)據(jù)反演中普遍存在的T₂譜短弛豫部分反演不精確問題，選取冪函數(shù)正弦變換和指數(shù)冪函數(shù)變換兩種方法分別提取先驗(yàn)信息。數(shù)值模擬結(jié)果顯示組合施加這兩種先驗(yàn)信息的反演結(jié)果綜合了單獨(dú)施加時(shí)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)提高了T₂譜短弛豫部分的聚焦性和幅值精度。數(shù)值模擬結(jié)果也驗(yàn)證了基于一般先驗(yàn)信息約束的核磁共振數(shù)據(jù)反演方法在將不同一般先驗(yàn)信息進(jìn)行優(yōu)化組合以實(shí)現(xiàn)對T₂譜反演精度進(jìn)行針對性提高的優(yōu)勢。驗(yàn)證了相較于現(xiàn)有的數(shù)據(jù)反演方法，本發(fā)明實(shí)施例提供的數(shù)據(jù)反演方法/裝置解決了現(xiàn)有的數(shù)據(jù)反演方法存在的先驗(yàn)信息種類有限、核函數(shù)構(gòu)造過程復(fù)雜和無法根據(jù)具體反演需要對不同先驗(yàn)信息進(jìn)行優(yōu)選組合以提高反演精度的技術(shù)問題。

盡管本發(fā)明內(nèi)容中提到不同的基于一般先驗(yàn)信息約束的核磁共振數(shù)據(jù)反演方法或裝置，但是，本發(fā)明并不局限于必須是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或?qū)嵤├枋龅那闆r等，某些行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或者使用自定義方式或?qū)嵤├枋龅膶?shí)施基礎(chǔ)上略加修改后的實(shí)施方案也可以實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例相同、等同或相近、或變形后可預(yù)料的實(shí)施效果。應(yīng)用這些修改或變形后的數(shù)據(jù)獲取、處理、輸出、判斷方式等的實(shí)施例，仍然可以屬于本發(fā)明的可選實(shí)施方案范圍之內(nèi)。

雖然本發(fā)明提供了如實(shí)施例或流程圖所述的方法操作步驟，但基于常規(guī)或者無創(chuàng)造性的手段可以包括更多或者更少的操作步驟。實(shí)施例中列舉的步驟順序僅僅為眾多步驟執(zhí)行順序中的一種方式，不代表唯一的執(zhí)行順序。在實(shí)際中的裝置或客戶端產(chǎn)品執(zhí)行時(shí)，可以按照實(shí)施例或者附圖所示的方法順序執(zhí)行或者并行執(zhí)行(例如并行處理器或者多線程處理的環(huán)境，甚至為分布式數(shù)據(jù)處理環(huán)境)。術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、產(chǎn)品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、產(chǎn)品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，并不排除在包括所述要素的過程、方法、產(chǎn)品或者設(shè)備中還存在另外的相同或等同要素。

本領(lǐng)域技術(shù)人員也知道，除了以純計(jì)算機(jī)可讀程序代碼方式實(shí)現(xiàn)控制器以外，完全可以通過將方法步驟進(jìn)行邏輯編程來使得控制器以邏輯門、開關(guān)、專用集成電路、可編程邏輯控制器和嵌入微控制器等的形式來實(shí)現(xiàn)相同功能。因此這種控制器可以被認(rèn)為是一種硬件部件，而對其內(nèi)部包括的用于實(shí)現(xiàn)各種功能的裝置也可以視為硬件部件內(nèi)的結(jié)構(gòu)。或者甚至，可以將用于實(shí)現(xiàn)各種功能的裝置視為既可以是實(shí)現(xiàn)方法的軟件模塊又可以是硬件部件內(nèi)的結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明可以在由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的一般上下文中描述，例如程序模塊。一般地，程序模塊包括執(zhí)行特定任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型的例程、程序、對象、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、類等等。也可以在分布式計(jì)算環(huán)境中實(shí)踐本發(fā)明，在這些分布式計(jì)算環(huán)境中，由通過通信網(wǎng)絡(luò)而被連接的遠(yuǎn)程處理設(shè)備來執(zhí)行任務(wù)。在分布式計(jì)算環(huán)境中，程序模塊可以位于包括存儲(chǔ)設(shè)備在內(nèi)的本地和遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)中。

本說明書中的各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，各個(gè)實(shí)施例之間相同或相似的部分互相參見即可，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處。本發(fā)明可用于眾多通用或?qū)Ｓ玫挠?jì)算機(jī)系統(tǒng)環(huán)境或配置中。例如：個(gè)人計(jì)算機(jī)、服務(wù)器計(jì)算機(jī)、手持設(shè)備或便攜式設(shè)備、平板型設(shè)備、多處理器系統(tǒng)、基于微處理器的系統(tǒng)、置頂盒、可編程的電子設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)PC、小型計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)、包括以上任何系統(tǒng)或設(shè)備的分布式計(jì)算環(huán)境等等。

雖然通過實(shí)施例描繪了本發(fā)明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知道，本發(fā)明有許多變形和變化而不脫離本發(fā)明的精神，希望所附的權(quán)利要求包括這些變形和變化而不脫離本發(fā)明。