文档介绍：第32卷,第8期光谱学与光谱分析 ,,pp20272031
2012 年 8 月 SpectroscopyandSpectralAnalysis August,2012
基于激光诱导击穿光谱的岩屑识别方法研究
田野1,王振南1,侯华明1,翟晓薇2,慈兴华2,郑荣儿1
1. 中国海洋大学光学光电子实验室,山东青岛 266100
2. 胜利石油管理局地质录井公司,山东东营 257064
摘要石油钻井过程中的岩屑录井无论对油气勘探开发还是钻井工程都是极为关键的技术,而岩屑描述
工作是岩屑录井过程中的一个重要的环节。利用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术结合判别偏最小二乘法
(PLSDA)对来自录井现场的粉砂岩、石英砂岩、青绿色泥岩、黑色泥岩四种岩屑样品进行识别。在获取
LIBS光谱数据后分别建立了全谱模型和特征模型,%,略低于全谱模型
%,但通过特征提取使得模型中变量数由24041个减少到27个,极大缩减了数据量,提高了运算效
率,更加符合岩屑录井现场快速分析的要求。结果表明LIBS技术结合一定的化学计量方法能够对不同种类
的岩屑进行快速、有效的识别,在岩屑录井现场中有很大的应用潜力。
关键词激光诱导击穿光谱;岩屑识别;偏最小二乘法;特征提取
中图分类号: 文献标识码:A 犇犗犐:.10000593(2012)08202705
动识别[17]。作为该项工作的继续和深入,采用未作处理的岩
引言屑样品进行光谱采集,完善特征提取方案,结合判别偏最小
二乘法(PLSDA)对岩屑进行识别,从而提高识别准确率,
石油钻井过程中的岩屑录井无论对油气勘探开发还是钻缩短分析时间,以符合地质录井现场的实际需求。
井工程都是极为关键的技术,岩屑录井所获取的实物信息是
目前其他任何地质方法都难以取代的[1]。近年来随着石油钻 1 实验部分
井新工艺的飞速发展,特别是PDC钻头的广泛应用,由井底
返出的岩屑已经非常细碎,甚至成粉末状,使得传统的岩屑实验装置如图1所示。激光光源为 Nd∶YAG脉冲激光
描述工作变得十分困难。由此,诞生出许多新的岩屑描述手器(Quantel,BrilliantB),选用基频1064nm 输出,重复频
[2] [3]
段,如自然γ分析技术、核磁共振分析技术、数字图像率10Hz。脉冲激光束经1064nm 全反镜反射,通过犳1=
处理技术[4,5]、X射线衍射分析技术[6]等。但是,许多技术 100mm的透镜聚焦于岩屑颗粒样品表面,样品由转速为30
都需要在实验室中进行,并且需要复杂的样品预处理,时间 r·min-1的旋转电机匀速带动,保证击穿点随机分布于不同
上滞后性比较严重。光谱技术手段由于具有获取手段相对简的岩屑颗粒表面,激光能量约为14mJ;激发产生的等离子
便、信息量大、 与犳3 收集会聚后,通
注。过收集光纤耦合到中阶梯光栅光谱仪(AndorMechelle5000)
在LIBS技术中,通过一束单脉冲激光就可以得到待测中进行分光,D探测