仪器仪表学报

作者：李忠兵，袁章雨，梁海波，谌贵辉，蒋川东

单位：李忠兵,1. 西南石油大学电气信息学院,,袁章雨,1. 西南石油大学电气信息学院,,梁海波,2. 西南石油大学机电工程学院,,谌贵辉,1. 西南石油大学电气信息学院,,蒋川东,1. 西南石油大学电气信息学院,

关键词：气测录井;红外光谱;定量分析;局部感受野极限学习机

基金：油气藏地质及开发工程国家重点实验室开放基金(PLN2022-42)、国家自然科学基金(52074233)、油气生产安全与风险控制重庆市重点实验室开放基金(cqsrc202101)项目资助

随着我国能源需求的不断提升以及钻探环境的日益复杂化,开展高精度的烷烃类气体浓度检测对于提高油气勘探效率具有重要意义。光谱录井技术具有烃类气体检测快速、准确等优势,已成为石油勘探过程中备受关注的研究热点。针对录井气体红外光谱由于饱和吸收、噪声干扰、基线漂移等方面引起的非线性问题,提出了多层非线性局部感受野极限学习机(NM-LRFELM)模型。该模型将一维光谱数据转换为二维矩阵格式,利用局部感受野的数据处理方式在输入与隐藏层之间实现非线性特征提取。同时,引入改进的T-sigmoid激活函数,并在全连接层后加入dropout层来降低模型的过拟合风险。模型的特征提取与定量分析呈一体化结构,直接输出定量分析预测值。采集了两组共407个混合烷烃气体样本的红外光谱作为实验数据集,进行定量分析实验。实验结果表明,相较于滑动窗口类与灰狼优化定量分析模型,该模型的训练时间显著减少了90%以上。即使在同系物的非线性干扰下,模型的预测精度仍低于系统误差。因此,提出的方法有助于在现场环境变化复杂的情况下,降低未知气体的非线性干扰,提高对目标气体的红外光谱检测精度。

来源：2024年第3期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

查看仪器仪表学报杂志2024年第3期