红外烷烃光谱录井分析仪的研制

作     者：黎伟 

作者单位：中南民族大学 

学位级别：硕士

导师姓名：林兆祥

授予年度：2013年

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 082001[工学-油气井工程] 08[工学] 

主      题：差分吸收光谱技术(DOAS) 烷烃气体 光谱录井 石油勘探 

摘      要：石油是工业世界、社会安全稳定的关键因素，也是国家战略的重要组成部分。在石油地质录井过程中，如何发现油层成为一个勘探过程最重要的环节。随着石油钻探技术的不断提升，钻井周期日益缩短，如何确保不遗漏油层显得尤为重要。传统的气相色谱技术虽然检测精度高，但分析周期长且辅助设备多、维修复杂，已无法满足气测录井需求。 本论文以DOAS理论为基础，以红外光学为检测手段，针对石油地质录井过程中烷烃类气体的实时、在线检测开展了一系列的实验研究，并研制了SLA‐1型红外光谱录井分析仪。其具体研究工作如下： 1.核心算法研究。对甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷7种烷烃气体的吸收截面进行了测量，并探究了不同温度、压强对吸收截面的影响，在此基础上展开核心算法的研究。 2.硬件设计及改进。前期主要对硬件平台进行了搭建，根据烷烃气体吸收光谱特性定制辐射特定波长范围的光源;根据理论分析进行长光程气体吸收池的设计;设计气路系统;定制近红外光谱仪;后期开展了关于稳定性和检测范围的研究及改进。 3.软件设计。以PC104为控制平台，MFC为框架设计了仪器的用户界面。界面集成了光谱信息采集和显示、浓度信息反演算法及自动控制和数据传输部分。 4.性能测试。包括稳定性、浓度的反演精度、检测限等，并在现场开展了与气相色谱对比实验及分析。 总之，本文的工作证明了在石油地质录井过程中，应用DOAS技术实现实时在线检测烷烃类气体的方案是可行的，该研究成果为光谱分析技术在石油工业的应用奠定了基础。