[发明专利]钻井液的在线拉曼光谱分析方法

权利要求书

1.一种钻井液中各种组分的在线拉曼光谱测定方法，其特征在于，该方法包括：

步骤一，采用正交信号校正偏最小二乘化学计量模型建模，并获得预存模型中包括系数、权重和载荷在内的参数，所述建模步骤进一步包括：

步骤11，根据录井标准，设定预期误差，确定待分析组份的测量态相；

步骤12，制备标样，把待分析组份配成纯净和混合的标样并分为模型组标样和测试组标样；

步骤13，采集所述模型组标样的拉曼谱，建立谱线集，利用所述模型组标样的组分和浓度建立浓度值集，利用正交信号校正偏最小二乘化学计量方法求解模型的权重、载荷和系数；

步骤14，采集所述测试组标样的拉曼谱，建立谱线集；

步骤15，利用步骤13获得所述模型的权重、载荷对所述谱线集进行正交信号校正，得到校正后的谱线集，利用所述预存模型的系数求得所述测试组标样的浓度预测值集；

步骤16，判断所述浓度预测值集中每个标样的浓度预测值与其标称浓度值的偏差；如果有一个或多个标样的预测偏差大于所述预期误差，则将所述标样放入所述模型组，并重新配制测试组标样，返回步骤12；如果偏差符合要求，则存储模型的权重、载荷和系数；

步骤二，测量并收集钻井液的拉曼光谱；

步骤三，利用步骤二收集到所述拉曼光谱建立谱线向量，与所述步骤一中获得的系数、权重和载荷进行正交信号校正，获得校正后的向量和预测向量，所述钻井液的浓度。

2.根据权利要求1所述的钻井液中各种组分的在线拉曼光谱测定方法，其特征在于，在所述步骤15和步骤三中，所述浓度预测值集是通过以下公式求得：

Y_t＝X_t-oscB

其中，Y_t为浓度预测值集，B为预存模型的系数，X_t-osc为校正后的谱线集；

所述浓度预测向量y是通过以下公式求得：

y＝x_oscB

其中，x_osc为校正后的向量。

3.根据权利要求1所述的钻井液中各种组分的在线拉曼光谱测定方法，其特征在于，所述步骤14和步骤三中，所述拉曼谱的采集进一步包括：

将激光拉曼探头接近所述标样或所述钻井液，激光通过第一根光纤和所述探头聚焦到所述标样表面或所述钻井液的表面，所述探头收集斯托克斯散射光信号，并通过第二根光纤将信号传输给光谱仪，所述光谱仪和一计算机系统记录拉曼谱线。

4.根据权利要求1所述的钻井液组分在线拉曼光谱分析方法，其特征在于：所述标样轻烃、挥发性重烃、油以及其他非烃组分。

5.根据权利要求3所述的钻井液组分在线拉曼光谱分析方法，其特征在于：所述激光为400-800nm之间任何一单一波长的连续或者脉冲激光，等效功率大于300mW。

6.根据权利要求5所述的钻井液组分在线拉曼光谱分析方法，其特征在于：所述光谱仪为可见光光谱仪。

7.根据权利要求1所述的钻井液组分在线拉曼光谱分析方法，其特征在于：所述钻井液包括气体、液体、乳浊液、悬浮液或气溶胶。

8.根据权利要求6所述的钻井液组分在线拉曼光谱分析方法，其特征在于：所述激光拉曼探头直接置于所述钻井液的流出或返回通道。