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岩屑(岩石碎屑)录井是石油勘探行业识别地层岩性的重要检测手段之一。近年来,随着钻井新工艺技术的发展和应用,造成岩屑样品非常细碎,甚至呈粉尘状,传统的基于人眼观察的岩屑录井不再适用。因此,将元素分析技术应用于岩石类样品的检测分析从而精确识别岩性在石油勘探行业具有非常重要的现实意义。 激光诱导击穿光谱技术(Laser Induced Breakdown Spectroscopy,简称LIBS)是近些年快速发展并投入应用的元素分析技术,该技术通过检测脉冲激光与样品作用产生的等离子体发射光谱来进行元素分析。与传统光谱分析方法相比,具有可分析元素全、分析速度快、样品预处理简单等优点。 利用自主搭建的 LIBS检测系统,对岩屑样品进行了定性和定量检测分析。通过对比实验,研究了脉冲能量、采集延时、样品表面与会聚透镜焦点相对距离、预燃和平均次数对光谱信号的影响,并确定了对岩石类样品元素分析的最佳条件:脉冲能量50 mJ,采集延时2μs,会聚透镜焦点位于样品表面下方2mm,不进行预燃,采集同一样品表面20个不同点光谱并积分平均。 确定了岩性识别常用7种元素的特征谱线,并定性分析和比较了不同岩性的岩石样品;利用已知元素含量的国标系列岩石样品信息,生成了 Mg、Na、Si、K的定标曲线,线性相关系数均大于0.9;利用外标法定量分析了岩石样品元素含量,并采用图版法识别岩石样品的岩性,准确率优于90.7%。研究表明,LIBS技术能够有效实现石油录井行业岩性的高精度识别。