油氣藏上方土壤氧化還原電位的光譜分析方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及土壤氧化還原電位的分析技術(shù)，特別涉及一種油氣藏上方土壤氧化還原電位的光譜分析方法及裝置，屬于油氣勘探領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]70年代初，美國學(xué)者S.J.Pirson等，根據(jù)烴類垂直向上運移時產(chǎn)生的氧化還原作用，提出在油氣田上方巖石具有較大的電化學(xué)還原性質(zhì)，或者說具有較多的負(fù)離子，從而構(gòu)成了“氧化-還原天然電池”，在地表可觀測到低、緩、寬的自電負(fù)異常。在美國佛羅里達州、德克薩斯州、科羅拉多州和阿拉巴馬州，利用這種自電負(fù)異常，均發(fā)現(xiàn)與油氣藏相關(guān)異常并圈出了含油趨勢帶。在我國華北、新疆一些油田上的實測結(jié)果表明，在已知油田上有明顯的異常顯示，在勘探的地區(qū)也發(fā)現(xiàn)了與油氣相關(guān)的異常。
[0003]氧化還原電位測量，一是進行地表土壤樣品采集，采用氧化還原電位(ORP)去極化法自動測定儀測量其氧化還原電位；一是采用梯度測量裝置，測量各測點間的電位梯度值，然后再化為電位值。對于油氣勘探的大面積測量，這兩種方法特別費時費工。針對這種情況，提供一種野外氧化還原電位的快速探測方法是本領(lǐng)域亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實施例提供一種油氣藏上方土壤氧化還原電位的光譜分析方法及裝置，以實現(xiàn)基于可見光-近紅外光譜的土壤氧化還原電位的快速預(yù)測。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供一種油氣藏上方土壤氧化還原電位的光譜分析方法，所述光譜分析方法包括:
[0006]采集油氣藏及其外圍淺表設(shè)定深度的土壤樣品；
[0007]測量所述土壤樣品的氧化還原電位；
[0008]測量土壤樣品的反射率光譜，消除所述土壤樣品在設(shè)定波長位置的光譜躍迀，對所述反射率光譜進行再處理，生成反射率一階導(dǎo)數(shù)、反射率二階導(dǎo)數(shù)和反射率吸收深度三個衍生光譜指標(biāo)；
[0009]計算所述氧化還原電位與所述反射率光譜、反射率一階導(dǎo)數(shù)、反射率二階導(dǎo)數(shù)和反射率吸收深度之間的相關(guān)系數(shù)；
[0010]根據(jù)所述相關(guān)系數(shù)，確定建模的最佳光譜指標(biāo)及建模波長；
[0011]應(yīng)用最小二乘法建立所述氧化還原電位與最佳光譜指標(biāo)之間的回歸模型。
[0012]—實施例中，采集油氣藏及其外圍淺表設(shè)定深度的土壤樣品，包括:
[0013]以設(shè)定間隔采集油氣區(qū)、非油氣區(qū)淺表在設(shè)定深度范圍的土壤樣品；
[0014]將采集的同一土壤樣品分為兩份，一份用于氧化還原電位測量，另一份用于光譜測量。
[0015]—實施例中，測量所述土壤樣品的氧化還原電位，包括:
[0016]對所述土壤樣品灑水使其具有一定的濕度；
[0017]應(yīng)用FJA-02型氧化還原電位去極化法自動測定儀測量所述土壤樣品的氧化還原電位。
[0018]—實施例中，測量土壤樣品的反射率光譜，消除所述土壤樣品在設(shè)定波長位置的光譜躍迀，對所述反射率光譜進行再處理，生成反射率一階導(dǎo)數(shù)、反射率二階導(dǎo)數(shù)和反射率吸收深度三個衍生光譜指標(biāo)，包括:
[0019]對所述土壤樣品進行物理粉碎，篩除塊狀顆粒和植物根；
[0020]在暗室環(huán)境下，采用FieldSpeC3光譜儀，應(yīng)用接觸式高密度反射探頭進行樣品的光譜測量，得到所述土壤樣品的反射率光譜；
[0021]對所述土壤樣品的反射率光譜進行連接點修正，消除設(shè)定波段位置的光譜躍迀，得到校正后的反射率光譜；
[0022]對校正后的反射率光譜進行再處理，得到反射率一階導(dǎo)數(shù)、反射率二階導(dǎo)數(shù)和反射率吸收深度三個衍生光譜指標(biāo)。
[0023]—實施例中，應(yīng)用最小二乘法進行所述氧化還原電位與最佳光譜指標(biāo)之間的回歸建模，包括:以所述氧化還原電位作為因變量，以參與建立回歸模型的波長的光譜指標(biāo)作為自變量，應(yīng)用偏最小二乘法，計算所述氧化還原電位與參與建立回歸模型的波長的最佳光譜指標(biāo)之間的回歸系數(shù)。
[0024]一實施例中，所述光譜分析方法還包括:根據(jù)土壤樣品在參與所述建模波長的位置的吸收特征確定所述回歸系數(shù)的合理性。
[0025]一實施例中，所述光譜分析方法還包括:應(yīng)用交叉驗證方法確定所述回歸模型的預(yù)測能力。
[0026]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例還提供了一種油氣藏上方土壤氧化還原電位的光譜分析裝置，所述光譜分析裝置包括:
[0027]樣品采集單元，用于采集油氣藏及其外圍淺表設(shè)定深度的土壤樣品；
[0028]電位測量單元，用于測量所述土壤樣品的氧化還原電位；
[0029]指標(biāo)生成單元，用于測量土壤樣品的反射率光譜，消除所述土壤樣品在設(shè)定波長位置的光譜躍迀，對所述反射率光譜進行再處理，生成反射率一階導(dǎo)數(shù)、反射率二階導(dǎo)數(shù)和反射率吸收深度三個衍生光譜指標(biāo)；
[0030]相關(guān)系數(shù)計算單元，用于計算所述氧化還原電位與所述反射率光譜、反射率一階導(dǎo)數(shù)、反射率二階導(dǎo)數(shù)和反射率吸收深度之間的相關(guān)系數(shù)；
[0031]參數(shù)確定單元，用于根據(jù)所述相關(guān)系數(shù)，確定建模的最佳光譜指標(biāo)及建模波長；
[0032]回歸模型建立單元，用于應(yīng)用最小二乘法建立所述氧化還原電位與最佳光譜指標(biāo)之間的回歸模型。
[0033]—實施例中，所述樣品采集單元包括:
[0034]樣品采集模塊，用于以設(shè)定間隔采集油氣區(qū)、非油氣區(qū)淺表在設(shè)定深度范圍的土壤樣品；
[0035]樣品劃分模塊，將采集的同一土壤樣品分為兩份，一份用于氧化還原電位測量，另一份用于光譜測量。
[0036]—實施例中，所述電位測量單元包括:
[0037]加濕模塊，用于對所述土壤樣品灑水使其具有一定的濕度；
[0038]電位測量模塊，用于應(yīng)用FJA-02型氧化還原電位去極化法自動測定儀測量所述土壤樣品的氧化還原電位。
[0039]—實施例中，所述指標(biāo)生成單元包括:
[0040]粉碎模塊，用于對所述土壤樣品進行物理粉碎，篩除塊狀顆粒和植物根；
[0041]光譜生成模塊，用于在暗室環(huán)境下，采用FieldSpeC3光譜儀，應(yīng)用接觸式高密度反射探頭進行樣品的光譜測量，得到所述土壤樣品的反射率光譜；
[0042]光譜修正模塊，用于對所述土壤樣品的反射率光譜進行連接點修正，消除設(shè)定波段位置的光譜躍迀，得到校正后的反射率光譜；
[0043]再處理模塊，用于對校正后的反射率光譜進行再處理，得到反射率一階導(dǎo)數(shù)、反射率二階導(dǎo)數(shù)和反射率吸收深度三個衍生光譜指標(biāo)。
[0044]一實施例中，所述回歸模型建立單元具體用于:以所述氧化還原電位作為因變量，以參與建立回歸模型的波長的光譜指標(biāo)作為自變量，應(yīng)用偏最小二乘法，計算所述氧化還原電位與參與建立回歸模型的波長的最佳光譜指標(biāo)之間的回歸系數(shù)。
[0045]一實施例中，所述光譜分析裝置還包括:合理性確定單元，用于根據(jù)土壤樣品在參與所述建模波長的位置的吸收特征確定所述回歸系數(shù)的合理性。
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