[发明专利]井下流体光谱分析的方法和设备

权利要求书

1.一种流体分析系统，用于在穿越地层的井中进行井下操作，该系统包括：

至少一个产生输入光的光源，所述输入光覆盖波长为500-2000nm的光谱范围；

容纳流体样品的样品池，该样品池可操作地连接在所述至少一个光源上，该样品池还包括：至少一个输入窗口，其允许所述输入光射入样品池并透过所述流体样品以产生输出光；和至少一个输出窗口，其允许所述输出光从所述样品池射出；

至少一个第一分光计，其可操作地连接在样品池的输出窗口上，并用于测量所述输出光和产生多个测量信号；

分析装置，其可操作地连接在所述第一分光计的输出上，并用于接收所述多个测量信号和确定所述流体样品的性质；

至少一个第二分光计，其可操作地连接在所述至少一个光源上，并用于测量直接来自所述至少一个光源的所述输入光和产生多个参比信号；和

校准装置，其可操作地连接在所述第二分光计的输出上，并用于接收所述多个参比信号和校准所述第一分光计及其它电子设备。

2.根据权利要求1所述的用于井下操作的流体分析系统，其中所述第一分光计包括第一组两个或更多个分光计，以及所述第二分光计包括第二组两个或更多个分光计，所述第二组分光计的分光计数量和类型与所述第一组分光计相同。

3.根据权利要求1所述的用于井下操作的流体分析系统，还包括下述中的至少一种：

置于所述至少一个光源和所述样品池之间的第一光采集器；

置于所述样品池和所述第一分光计之间的第二光采集器；及

置于所述至少一个光源和所述第二分光计之间的第三光采集器。

4.根据权利要求3所述的用于井下操作的流体分析系统，其中所述第一、第二和第三光采集器还包括路由器，用于将光选择性地输送至特定输入窗口、特定分光计中的至少一个和/或以特定的时间输送。

5.根据权利要求1所述的用于井下操作的流体分析系统，其中所述第一分光计包括滤光片阵列分光计。

6.根据权利要求1所述的用于井下操作的流体分析系统，其中所述第一分光计包括光栅分光计。

7.根据权利要求1所述的用于井下操作的流体分析系统，其中所述第一分光计包括至少一个滤光片阵列分光计和至少一个光栅分光计。

8.根据权利要求1所述的用于井下操作的流体分析系统，其中所述第二分光计包括一个或多个分光计并且与所述第一分光计在分光计的数量和类型上相同。

9.根据权利要求1所述的用于井下操作的流体分析系统，其中所述至少一个光源包括卤素灯。

10.根据权利要求1所述的用于井下操作的流体分析系统，其中所述至少一个光源包括发光二极管(LED)。

11.根据权利要求1所述的用于井下操作的流体分析系统，其中所述至少一个光源包括激光。

12.一种井下流体分析方法，包括：

利用至少一个光源提供输入光，所述输入光覆盖波长为500-2000nm的光谱范围；

将流体样品引入样品池；

将所述输入光引向所述样品池的输入窗口，所述光穿过所述流体样品，并产生穿过所述样品池的输出窗口的输出光；

用第一分光计接收所述输出光；

所述第一分光计基于所述输出光产生多个测量信号；

分析所述多个测量信号，以确定所述流体样品的性质；

用第二分光计接收直接来自所述至少一个光源的所述输入光；

所述第二分光计产生多个参比信号；以及

利用所述多个参比信号，校准所述第一分光计及其它电子设备。