[发明专利]一种基于偏最小二乘法的拉曼光谱定量分析原油的方法

说明书

本发明公开了一种基于偏最小二乘法的拉曼光谱定量分析原油的方法，包括以下步骤：S1、获得待测物质的拉曼光谱图，并采用拉曼光谱分析技术对得到的拉曼光谱数据进行预处理；S2、对预处理后的数据进行特征提取；S3、基于偏最小二乘算法选取特征提取后的数据建立数学模型；S4、完成对待测物质中是否含有原油的定性分析的判断；S5、通过建立的数学模型完成待测物质中原油含量的定量计算。本发明方法引入了对待测物质的拉曼光谱数据进行预处理和特征提取的步骤，同时采用相应的数学算法提高了数据的处理精度，然后基于偏最小二乘分析法建立数学模型，依据数学模型完成了对钻井液混合物中原油的定性分析与定量计算，且最终结果呈现较为理想的计算精度。

技术领域

本发明涉及物质成分、含量定量分析方法技术领域，尤其涉及一种基于偏最小二乘法的拉曼光谱定量分析原油的方法。

背景技术

近年来，石油勘探工作难度日益加大，为了减少资源的浪费和投入成本的消耗，地层油气的检测技术不断的向前更新发展。随钻检测技术凭借其可以实时且快速的得到检测结果的优势被广泛用于勘探的工作中，这种检测技术不仅缩短了检测的时间，也减少了投入的成本。但是这种地下检测方式，相较传统的地面检测而言，其难度也在加大。如何保证随钻检测技术的准确性，又成为了当前的技术难点之一。考虑到地下检测的特殊条件等影响因素，激光拉曼光谱分析技术又凭借检测范围广、检测相对灵活、得到的谱峰特征更为明显等诸多优势被引入到随钻检测的分析技术中，用于分析待测物质的成分中。依靠待测物质对应的拉曼光谱，进行定性分析和定量计算，较为准确的对待测物质进行成分中是否含有原油的判定，是当前所用的勘探技术中的核心部分。

针对当前原油钻井液混合物颜色较深，直接对拉曼光谱进行分析时不能够得到较为准确的分析结果的现状，本发明提出了一种基于偏最小二乘法的拉曼光谱定量分析原油的方法用于改进上述的问题，通过拉曼光谱分析技术，在对其进行定性分析和定量计算前，对所用的拉曼光谱数据进行了预处理和特征提取的处理操作，从而得到相对更能够真实反映物质信息的谱图数据，为下一步算法的实施提供了保证。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于偏最小二乘法的拉曼光谱定量分析原油的方法。

一种基于偏最小二乘法的拉曼光谱定量分析原油的方法，包括以下步骤：

S1、获得待测物质的拉曼光谱图，并采用拉曼光谱分析技术对得到的拉曼光谱数据进行预处理；

S2、对预处理后的拉曼光谱数据进行特征提取；

S3、基于偏最小二乘算法选取特征提取后的拉曼光谱数据建立数学模型；

S4、完成对待测物质中是否含有原油的定性分析的判断；

S5、通过建立的数学模型完成待测物质中原油含量的定量计算。

优选的，步骤S1中，所述预处理方式分为三步进行，顺序依次为：先通过多项式移动平均值滤波法完成“平滑去噪”，再通过多项式拟合法完成“基线校正”、最后选择光谱的谱峰强度作为参照值完成“归一化”的处理。

优选的，步骤S2中，所述对预处理后的拉曼光谱数据进行特征提取采用“奇异值分解”的方法，通过“奇异值分解”的方法对预处理后的数据进行降维处理，能够减少原有数据的整体维度，最大程度的保留原始数据信息的完整，减小后续处理的难度。

优选的，步骤S3中，所述基于偏最小二乘算法选取特征提取后的数据建立数学模型，具体步骤为：从特征提取处理后的数据中选择一类数据作为“建模数据组”，并作为输入数据，基于“偏最小二乘分析法”建立输入数据与对应的浓度值之间的数学模型。