[发明专利]一种傅立叶红外气测录井方法及其装置

说明书

本发明提供一种傅立叶红外气测录井方法及其装置，该方法包含以下步骤：S1、对钻井液中的气体进行干燥净化；S2、对经过干燥净化的气体进行傅立叶红外谱图测量，得到傅立叶红外谱图数据；S3、根据测量的傅立叶红外谱图数据计算各组分浓度含量；所述步骤S3进一步包含：S31、对步骤S2中测量的红外谱图数据进行降维处理，得到第一红外降维数据；S32、对所述第一红外降维数据进行预报，得到初步预报结果；S33、对所述初步预报结果进行数据库筛选，并动态建模定量预报分析，得到各组分浓度含量。其优点是：通过对红外谱图数据进行降维，在保证红外谱图数据中信息的有效性、降低干扰的同时，还可以大大降低红外谱图数据的复杂度，提高系统运算速度。

技术领域

本发明涉及石油钻井现场地质录井工程技术领域，具体涉及一种傅立叶红外气测录井方法及其装置。

背景技术

红外吸收光谱是物质的分子吸收了红外辐射后，引起分子的振动–转动能级的跃迁而形成的光谱，因为出现在红外区，所以称之为红外光谱。红外辐射是在1800年由英国的威廉·赫谢尔发现的。1903年开始有人研究纯物质的红外吸收光谱。二次世界大战期间，由于对合成橡胶的迫切需求，红外光谱才引起了化学家的重视和研究，并因此而发展迅速。由于其反映了分子中特定基团和化学键的特征吸收，因此，它是一种被广泛应用的鉴定有机化合物和确定分子结构极为有用的分析方法。

作为一种重要的分析手段，红外光谱分析在石油勘探领域中的应用研究已有几十年的历史。国内外许多地质学家、有机地球化学家利用红外光谱成功地进行了生油母岩的类型划分，生烃潜力评价以及成熟度的确定等。70年代末，莫斯科古勃金石油化学天然气工业学院电子学教研室和信息、测量技术教研室开展了利用红外光谱法对油、气、钻井剖面进行随钻快速鉴定的科研工作。

自六十年代初开始在国内应用以来，先后对原油、生物岩、沥青、干酪根等进行分析，加深了对一些石油地质、地球化学的认识，目前石油研究院已基本普及了这项分析技术。随着红外光谱技术及计算机技术的发展，红外光谱在石油勘探领域的应用得到了更广泛的研究。

红外辐射被物质分子有选择地吸收之后，就会产生分子内部振动能级和转动能级的跃迁。如用红外光谱仪将连续的红外辐射逐一通过被测量的物质，并逐一测量其透射比(T)后记录下来，就得到了该物质的红外吸收光谱。根据化合物的红外光谱的特征谱带来确定含有哪些基团，从而确定有关化合物的类别，这就是红外定性分析。红外光谱也常用于定量分析，其原理即是根据图谱来计算出物质分子中某一基团的特征谱带的吸光度。计算公式为

A＝lgI₀/I＝lg1/T

式中A为吸光度，I₀为入射光强度，I为透射光强度，T为透射比。然后根据比尔定律(A＝κbc)，即可计算出该物质的浓度c，并可计算出该物质的含量。

传统的石油勘探多采用如图1所示的氢焰气相色谱录井系统12，为保证正常工作，氢焰气相色谱录井系统12一般需要配备空气压缩机123、氢气发生器122、样品预处理器121等辅助生产设备，但空气压缩机123、氢气发生器122的价格处于较高的水平，且氢焰气相色谱录井系统12包含各种气阻、稳压阀、流量阀等易损器件，导致整个系统设备稳定性较低，使用周期较短。因此，人们已逐步将红外光谱技术应用到石油勘探领域。

通常，红外分析技术使用最多的是非色散红外分析技术，一般为采用红外光源配合滤光片和传感器进行样品浓度测量，对于石油勘探领域的多种气体勘探并不十分适用，因此迫切需要一种结构简单、便于维护的且可进行不同波长测试的红外分析系统与方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种傅立叶红外气测录井方法及其装置，所述傅立叶红外气测录井方法通过傅立叶红外分析仪对气体组分进行测试，得到傅立叶红外谱图数据，再对傅立叶红外谱图数据进行降维处理，将降维后的傅立叶红外谱图数据结合定量预报模型的方式，得到各组分浓度含量，在保证傅立叶红外谱图数据信息的有效性、降低干扰的同时，还可以大大降低傅立叶红外谱图数据的复杂度，提高系统运算速度。