基于LIBS技术的录井岩屑定量分析方法及软件研究

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1、分类号：P315.62单位代码：10183研究生学号：2015554001密级：公开吉林大学硕士学位论文（专业学位）基于LIBS技术的录井岩屑定量分析方法及软件研究StudyonQuantitativeAnalysisMethodsandSoftwareofLogRockCuttingsBasedonLIBS作者姓名：陈楠专业：仪器仪表工程研究方向：分析仪器指导教师：田地教授培养单位：仪器科学与电气工程学院2018年5月————————————————————————————————基于LIBS技术的录井岩屑定量分析方法及软件研究———————————————————

2、—————————————StudyonQuantitativeAnalysisMethodsandSoftwareofLogRockCuttingsBasedonLIBS————————————————————————————————作者姓名：陈楠专业名称：仪器仪表工程指导教师：田地教授学位类别：工程硕士答辩日期：2018年5月31日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任

3、。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：2018年5月31日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投

4、稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：■硕士□博士学科专业：仪器仪表工程论文题目：基于LIBS技术的录井岩屑定量分析方法及软件研究作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址(邮编)：吉林省长春市朝阳区西民主大街938号，130000作者联系电话：18179721208摘要摘要基于LIBS技术的录井岩屑定量分析方法及软件研究油气勘探工程中的录井工作是油气勘探和开发中最为基本的工作之一，在钻井过程中，取同口井，不同井深的岩屑样品，对其元素组成、元素含量

5、进行分析可以为油气开采和评估给出第一手的参考信息，对油气勘探评估具有及其重要的意义。激光诱导击穿光谱(LIBS)技术是一种近年来得到迅速发展的元素分析技术。该技术具有微损、远距离、实时在线、原位分析、多元素同时检测、样品无需过多前处理等优点，与油气勘探工程中的随钻录井岩屑元素分析需求十分契合。在本研究中，首先将来自于西南地区多个钻井勘探现场的60个岩屑样品，随机分配为测试集和训练集，使用团队自研的小型台式LIBS仪器LIBS-Tracer采集各个岩屑样品的LIBS谱图。随后依据各样品的LIBS谱图和XRF国标法检测得出的各岩屑样品Fe、Al、Mn、K、Mg、Ca、Ti

6、、Si八种元素含量，建立并优化得到基于支持向量机回归算法的岩屑元素分析定量模型。在本研究工作中，将验证集的LIBS谱图数据代入各元素定量模型，进行验证。结果表明Fe、Al、Mn、K、Mg、Ca、Ti、Si八种元素的平均百分比误差（MPE）分别为10.4%、7.22%、11.9%、9.76%、8.79%、7.45%、11.4%、5.68%。随后从自研仪器的特性、录井工作的流程和需求出发，对软件的功能和架构进行设计，将得到的定量模型集成于LIBS-Tracer中，编写了针对录井工作的仪器控制以及数据处理分析软件。所开发的软件分为仪器控制和数据分析处理两部分，实现了仪器开机

7、自检、数据采集、数据存储回放、数据简单预处理、元素定量分析、NIST数据库查询、仪器元素识别矫正、录井数据管理等功能。最后将仪器与软件应用于重庆某录井现场进行测试，录井人员对采集来的岩屑样品研磨压片、采集谱图，最后通过仪器软件得到定量结果，并记录于计算机的数据库中进行存档。结果表明，采用该软件的LIBS-Tracer录井专用型号仪器，完成单个样品的分析只需数秒。改造得到录井专用型LIBS-Tracer可以基本满足现场录井元素分析工作的需求。关键词:激光诱导击穿光谱;岩屑录井;支持向量机回归;定量分析;软件设计IAbstractAbstractStud