CN105092547A - 基于图谱形态的混合样品荧光分析方法 - Google Patents

基于图谱形态的混合样品荧光分析方法 Download PDF

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Abstract

一种基于图谱形态的混合样品荧光分析方法，在对油田现场录井油基泥浆影响的荧光分析中，通过油基泥浆图谱与原油样品图谱建立原始图谱库，以及将不同比例的油基泥浆子图谱与原油样品子图谱相混合以得出混合图谱库，通过待分析的含油样品图谱与混合图谱库中的各个混合图谱进行相似度比对，并消除油基泥浆的影响，得到含油样品中的原油原始图谱。本发明提高了样品含油性分析的准确性，实施本方法过程不需要人工判断图谱中油基泥浆影响的程度，降低了人工判断的误差，便于在油田现场录井作业中推广和应用。

Description

基于图谱形态的混合样品荧光分析方法
技术领域
本发明涉及油田样品采样分析的技术领域，具体说是一种基于图谱形态的混合样品荧光分析方法。
背景技术
油田现场对荧光钻井液背景扣除法是使用油基泥浆浸泡干砂岩作为背景值，用含油岩屑图谱完全减去背景值图谱，来消除油基的影响。这里面假设含油岩屑中所含的油基与干砂岩泡出的油基含量相同。但实际情况是含油岩屑的孔隙中已经含有原油，所以油基的侵入应较干砂岩少，应用传统方法会产生扣过量的情况。因此，目前的方法对样品荧光分析中油基泥浆影响的排除并不适用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于图谱形态的混合样品荧光分析方法。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:
本发明的基于图谱形态的混合样品荧光分析方法，包括以下步骤：
A、分别采集油基泥浆图谱与原油样品图谱，作为原始图谱库；
B、保持波长不变，将油基泥浆图谱中的光强峰高分别按原荧光强度的1%至100%缩放，公差为1%，依次得到100个不同光强峰高的油基泥浆子图谱；保持波长不变，将原油样品图谱中的光强峰高分别按原荧光强度的1%至100%缩放，公差为1%，依次得到100个不同光强峰高的原油样品子图谱；
C、将上述100个油基泥浆子图谱与100个原油样品子图谱分别相叠加，得到10000个不同混合比例的混合图谱，作为混合图谱库；
D、对受油基泥浆污染的含油样品进行荧光图谱采集，得到含油样品图谱；
E、将含油样品图谱与混合图谱库中的所有图谱进行比对，得出混合图谱库中与此含油样品图谱相似度最高的混合图谱，并依此混合图谱中油基泥浆与原油的混合比例认定为含油样品中油基泥浆与原油的混合比例；
F、从含油样品图谱中减去相似度最高的混合图谱中所含的油基泥浆子图谱，即得到含油样品中的原油图谱；
G、根据步骤F中得到的含油样品中的原油图谱进行参数计算，得出含油样品中的含油状况。
本发明还可以采用以下技术措施：
原始图谱库中的图谱荧光强度都为不产生猝灭时的最高荧光强度。
从含油样品采集到的荧光强度不高于原始图谱库中图谱的荧光强度。
在含油样品图谱和某一混合图谱对比时，分别在两个图谱上的极大值点的前后两侧分别取多个特征点，根据特征点与极大值点之间的距离来判断两个图谱间的相似度。
含油样品图谱与混合图谱间的相似度判断步骤如下：
a、计算特征点与极大值点间波长的差值，方式为：
，
其中Δwl(y)为特征点与极大值点波长的差值，
y为特征点与极大值点光强的比例，
wl(y)为特征点的波长，
wlpeak为极大值点的波长；
b、计算含油样品图谱在某一峰值处与混合图谱的相似度，方式为：
，
其中，Sm为当前峰的含油样品图谱与混合图谱的相似度，
N为特征点个数，
Δpwlyn为含油样品图谱第n个前向特征点与极大值点波长的差值，
Δpwlsn为混合图谱第n个前向特征点与极大值点波长的差值，
Δbwlyn为含油样品图谱第n个后向特征点与极大值点波长的差值，
Δbwlsn为混合图谱第n个后向特征点与极大值点波长的差值；
c、计算含油样品图谱与混合图谱间的相似度，方式为：
，
其中S为含油样品图谱与混合图谱的相似度，
M为峰的个数，
Sm为第m个峰值处含油样品图谱与混合图谱的相似度。
本发明具有的优点和积极效果是:
本发明的基于图谱形态的混合样品荧光分析方法在对油田现场录井油基泥浆影响的荧光分析中，通过建立原始图谱库以及混合图谱库，将待分析的含油样品图谱与混合图谱库中的各个混合图谱进行相似度比对，并消除油基泥浆的影响，得到含油样品中的原油原始图谱。本发明提高了样品含油性分析的准确性，实施本方法过程不需要人工判断图谱中油基泥浆影响的程度，降低了人工判断的误差，便于在油田现场录井作业中推广和应用。
附图说明
图1是本发明的基于图谱形态的混合样品荧光分析方法的步骤流程图；
图2是实施例中原始图谱库中的原油样品荧光图谱；
图3是实施例中原始图谱库中的油基泥浆荧光图谱；
图4是混合图谱库中30%原油与70%油基泥浆混合比例时的混合图谱；
图5是混合图谱库中70%原油与30%油基泥浆混合比例时的混合图谱；
图6是待分析的含油样品的荧光图谱；
图7是混合图谱库中46%原油与54%油基泥浆混合比例时的混合图谱；
图8是含油样品图谱中扣除54%油基泥浆后的得到的原油图谱；
图9是使用传统的扣除法得到含油样品中的原油图谱。
具体实施方式
以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明。
如图1所示，本发明的基于图谱形态的混合样品荧光分析方法，包括以下步骤：
A、分别采集油基泥浆图谱与原油样品图谱，作为原始图谱库；
B、保持波长不变，将油基泥浆图谱中的光强峰高分别按原荧光强度的1%至100%缩放，公差为1%，依次得到100个不同光强峰高的油基泥浆子图谱，每个油基泥浆子图谱对应于1%、2%、3%直至100%比例的油基泥浆含量；保持波长不变，将原油样品图谱中的光强峰高分别按原荧光强度的1%至100%缩放，公差为1%，依次得到100个不同光强峰高的原油样品子图谱，每个原油样本子图谱对应于1%、2%、3%直至100%比例的原油含量；
C、将上述100个油基泥浆子图谱与100个原油样品子图谱分别相叠加，即将每个油基泥浆子图谱都与各原油样品子图谱分别叠加过一次，而每个原有样品子图谱也都与各油基泥浆子图谱分别叠加过一次，从而得到10000个不同混合比例的混合图谱，作为混合图谱库；
D、对受油基泥浆污染的含油样品进行荧光图谱采集，得到含油样品图谱；
E、将含油样品图谱与混合图谱库中的所有图谱进行比对，得出混合图谱库中与此含油样品图谱相似度最高的混合图谱，并依此混合图谱中油基泥浆与原油的混合比例认定为含油样品中油基泥浆与原油的混合比例；
F、从含油样品图谱中减去相似度最高的混合图谱中所含的油基泥浆子图谱，即得到含油样品中的原油图谱；
G、根据步骤F中得到的含油样品中的原油图谱进行参数计算，得出含油样品中的含油状况。
本方法适用于油基泥浆的荧光图谱形态与原油的荧光图谱形态不完全一致的情况，即对于油基泥浆与原油样品荧光图谱形态一致的情况本方法一般不适用。
由于在低浓度下样品的荧光强度与样品浓度成正比，当含量较高时会产生猝灭现象，所以原始图谱库中的图谱荧光强度都为不产生猝灭时的最高荧光强度。
从含油样品采集到的荧光强度不高于原始图谱库中图谱的荧光强度。
在含油样品图谱和某一混合图谱对比时，分别在两个图谱上的极大值点的前后两侧分别取多个特征点，根据特征点与极大值点之间的距离来判断两个图谱间的相似度。
含油样品图谱与混合图谱间的相似度判断步骤如下：
a、计算特征点与极大值点间波长的差值，方式为：
，
其中Δwl(y)为特征点与极大值点波长的差值，
y为特征点与极大值点光强的比例，y可取0.5,0.6,0.7,0.8,0.9等，
wl(y)为特征点的波长，
wlpeak为极大值点的波长；
b、计算含油样品图谱在某一峰值处与混合图谱的相似度，方式为：
，
其中，Sm为当前峰的含油样品图谱与混合图谱的相似度，
N为特征点个数，
Δpwlyn为含油样品图谱第n个前向特征点与极大值点波长的差值，
Δpwlsn为混合图谱第n个前向特征点与极大值点波长的差值，
Δbwlyn为含油样品图谱第n个后向特征点与极大值点波长的差值，
Δbwlsn为混合图谱第n个后向特征点与极大值点波长的差值；
c、计算含油样品图谱与混合图谱间的相似度，方式为：
，
其中S为含油样品图谱与混合图谱的相似度，
M为峰的个数，
Sm为第m个峰值处含油样品图谱与混合图谱的相似度。
实施例：
1、分别采集油基泥浆与原油样品的单组份图谱，作为原始图谱库，如图2、图3分别所示；
2、将各油基泥浆子图谱和原有样品子图谱相混合，得到混合图谱库，限于篇幅，附图中仅给出两个混合图谱的示例，其中图4是混合图谱库中30%原油与70%油基泥浆混合比例时的混合图谱，图5是混合图谱库中70%原油与30%油基泥浆混合比例时的混合图谱；
3、对待分析的未知含油样品进行荧光图谱采集，得到含油样品图谱，如图6所示；
4、将未知的含油样品图谱与混合图谱库中的混合图谱进行相似度比对，找出相似度最高的图谱，如图7是混合图谱库中46%原油与54%油基泥浆混合图谱，两者相似度为82.31%，在混合图谱库中相似度最高；
5、用含油样品图谱减去相似度最高的混合图谱中所含的54%油基泥浆图谱，从而获得原油的原始图谱，结果如图8所示。
针对同一含油样品，图9是使用传统的扣除法得到含油样品中的原油图谱，对比图9和图8中的两个图谱可以明显看出由本发明减少了传统方法中背景值扣过量的情况，通过图谱形态分析得到的图谱更加精确。
在实际的荧光分析过程中，根据情况可以相应增大或者缩小图谱的公差，而图谱库也将相应减少或增大，以得到相对较为宽松或更精确的对比结果。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然而，并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当然会利用揭示的技术内容作出些许更动或修饰，成为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种基于图谱形态的混合样品荧光分析方法，包括以下步骤：
A、分别采集油基泥浆图谱与原油样品图谱，作为原始图谱库；
B、保持波长不变，将油基泥浆图谱中的光强峰高分别按原荧光强度的1%至100%缩放，公差为1%，依次得到100个不同光强峰高的油基泥浆子图谱；保持波长不变，将原油样品图谱中的光强峰高分别按原荧光强度的1%至100%缩放，公差为1%，依次得到100个不同光强峰高的原油样品子图谱；
C、将上述100个油基泥浆子图谱与100个原油样品子图谱分别相叠加，得到10000个不同混合比例的混合图谱，作为混合图谱库；
D、对受油基泥浆污染的含油样品进行荧光图谱采集，得到含油样品图谱；
E、将含油样品图谱与混合图谱库中的所有图谱进行比对，得出混合图谱库中与此含油样品图谱相似度最高的混合图谱，并依此混合图谱中油基泥浆与原油的混合比例认定为含油样品中油基泥浆与原油的混合比例；
F、从含油样品图谱中减去相似度最高的混合图谱中所含的油基泥浆子图谱，即得到含油样品中的原油图谱；
G、根据步骤F中得到的含油样品中的原油图谱进行参数计算，得出含油样品中的含油状况。
2.根据权利要求1所述的基于图谱形态的混合样品荧光分析方法，其特征在于：原始图谱库中的图谱荧光强度都为不产生猝灭时的最高荧光强度。
3.根据权利要求1或2所述的基于图谱形态的混合样品荧光分析方法，其特征在于：从含油样品采集到的荧光强度不高于原始图谱库中图谱的荧光强度。
4.根据权利要求3所述的基于图谱形态的混合样品荧光分析方法，其特征在于：在含油样品图谱和某一混合图谱对比时，分别在两个图谱上的极大值点的前后两侧分别取多个特征点，根据特征点与极大值点之间的距离来判断两个图谱间的相似度。
5.根据权利要求4所述的基于图谱形态的混合样品荧光分析方法，其特征在于：含油样品图谱与混合图谱间的相似度判断步骤如下：
a、计算特征点与极大值点间波长的差值，方式为：
，
其中Δwl(y)为特征点与极大值点波长的差值，
y为特征点与极大值点光强的比例，
wl(y)为特征点的波长，
wlpeak为极大值点的波长；
b、计算待测的含油样品图谱在某一峰值处与混合图谱的相似度，方式为：
，
其中，Sm为当前峰的含油样品图谱与混合图谱的相似度，
N为特征点个数，
Δpwlyn为含油样品图谱第n个前向特征点与极大值点波长的差值，
Δpwlsn为混合图谱第n个前向特征点与极大值点波长的差值，
Δbwlyn为含油样品图谱第n个后向特征点与极大值点波长的差值，
Δbwlsn为混合图谱第n个后向特征点与极大值点波长的差值；
c、计算待测的含油样品图谱与混合图谱间的相似度，方式为：
，
其中S为含油样品图谱与混合图谱的相似度，
M为峰的个数，
Sm为第m个峰值处含油样品图谱与混合图谱的相似度。
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