用于钻孔雷达测井的时频联合成像算法

《Scientific Reports》：Time-frequency joint imaging algorithm for borehole radar logging

　　

摘要

在钻孔雷达测井识别技术中，存在两个关键问题：目标检测范围和空间分辨率。现有的成像算法在成像远距离目标、跟踪移动目标以及识别低散射截面特征方面存在局限性。为了解决检测范围与分辨率之间的矛盾，我们提出了一种基于直波参考处理的新时间-频率联合成像算法。该算法实施了三种核心策略：（1）使用直波作为稳定的基准进行幅度归一化和时间基同步，以抑制信号抖动；（2）结合小波变换和傅里叶带通滤波的混合域数字滤波，以减少带外噪声；（3）自适应时变放大，以补偿球形扩散和介质衰减。实验结果表明，与传统的高分辨率测井方法（例如声波/电阻率测井，其检测范围限制在3米以内）相比，所提出的框架将检测范围扩展到了8.5至10米，同时将空间分辨率提高到了厘米级别（5至10厘米）。这项工作为复杂地层中的长距离、高分辨率钻孔雷达成像提供了一个可行的框架，需要在多种地质环境中进行进一步验证。