三維定量熒光錄井技術探討

吳鄒芳

摘要：在油氣的勘探開發(fā)過程中，錄井技術是發(fā)現(xiàn)和評價油氣藏最直接有效的方法。熒光錄井技術則能及時提示工作人員對油氣的重點層段進行處理并幫助確定油氣顯示，在油氣的勘探開發(fā)過程中對現(xiàn)場施工起到重要的指導作用。隨著二維定量熒光錄井技術的逐漸成熟和完善，三維定量熒光錄井技術同樣獲得了長足發(fā)展，在油氣的勘探開發(fā)過程中發(fā)揮出越來越重要的作用。

關鍵詞：三維；定量熒光錄井技術；發(fā)展

前言

三維定量熒光錄井技術具有更高的靈敏度和檢測上限，具有激發(fā)波長和發(fā)射波長的任意選擇性，具有更多的圖譜表現(xiàn)形式和更豐富的參數(shù)信息，在發(fā)現(xiàn)油氣顯示、識別真假油氣顯示和判別原油性質(zhì)方面具有獨特的技術優(yōu)勢，必然獲得更加廣泛的應用前景。

1基本原理及主要分析參數(shù)

1.1基本原理

原油所含的芳香烴中存在共軛π鍵，當其吸收電磁輻射能后，會干擾芳香烴內(nèi)部的電子結構而使之處于受激發(fā)的狀態(tài)；當其恢復原始狀態(tài)時，將以發(fā)射熒光的形式釋放過剩的能量。熒光錄井就是利用石油發(fā)光這一特性，根據(jù)不同原油樣品在紫外光照射下的顏色及亮度不同來反映原油性質(zhì)以及儲集層的流體類型，即根據(jù)發(fā)光的顏色可測定石油的組成成分，根據(jù)熒光的亮度可測定石油的含量。

1.2主要分析參數(shù)

熒光波長（λ）：在紫外線照射下，被檢測樣品中烴類物質(zhì)所發(fā)射光的波長，反映的是原油樣品中不同烴類物質(zhì)的出峰位置。一般情況下發(fā)射波長在300～340nm為輕質(zhì)油成分，340～370nm為中質(zhì)油成分，大于370nm為重質(zhì)油成分。熒光強度（F）：在紫外線照射下，被檢測樣品中烴類物質(zhì)所發(fā)射光的最高峰值，反映的是被檢測樣品中烴類物質(zhì)的多少，即同一原油樣品中不同組分含量的高低。含油質(zhì)量濃度（C）：單位樣品中被萃取劑取出的烴類物質(zhì)的含量，反映的是被檢測樣品中的含油豐度（單位：mg/L）?，F(xiàn)場實際操作中，通常用相當油含量（C′）表示，該參數(shù)為根據(jù)標定擬合曲線公式和稀釋倍數(shù)的乘積計算出的被測物質(zhì)原油質(zhì)量濃度（單位：mg/L）。

1.3功能特點

三維定量熒光錄井儀器涵蓋了一維和二維熒光檢測儀的全部功能，不僅能夠進行固定激發(fā)和發(fā)射波長的單點定量熒光測試，或者固定激發(fā)波長掃描二維發(fā)射光譜或者固定接收波長掃描二維激發(fā)光譜，而且還能同時改變激發(fā)和發(fā)射波長來進行同步的熒光光譜及三維熒光光譜的掃描測試。三維定量熒光錄井技術檢測結果中的三維熒光指紋圖不僅可以定性地確定油源、油質(zhì)的輕重以及油品的好壞，同時還能進行油氣水層的判別。且在目前所有的熒光檢測儀器當中，三維熒光檢測儀是最精密最先進的。

1.4技術分析

與常規(guī)熒光錄井技術和二維定量熒光錄井技術相比，三維定量熒光錄井技術具有下述特點：首先，三維定量熒光錄井技術的激發(fā)波長和發(fā)射接收波長均為200～800nm，包含有不同油質(zhì)和添加劑的最佳發(fā)射波長和接收波長，在保證輕油質(zhì)不易漏失的同時還能充分區(qū)分添加劑的熒光干擾；其次，三維定量熒光錄井技術能夠將熒光靈敏度提升十到三十五倍，此外，傳統(tǒng)的熒光錄井技術使用四氯化碳或氯仿對原油存在猝滅問題，而新技術使用正己烷作萃取劑則很好地解決了這一問題；再次，三維定量熒光錄井技術的立體圖譜和指紋圖譜能夠全面直觀地反映出不同油質(zhì)和泥漿添加劑的熒光特征，其形成的三維立體圖能夠以不同的顏色來區(qū)分樣品在不同波長下的熒光強度，而指紋圖又能直觀區(qū)分出各種油質(zhì)和泥漿添加劑。

2三維定量熒光技術的進步

（1）三維熒光錄井軟件在二維熒光軟件的基礎上添加了圖譜積分、圖譜對比和圖譜文本的輸出功能，且能夠根據(jù)需要選擇二維檢測模式，功能顯得更加靈活和綜合。（2）二維熒光儀的激發(fā)波長最大值為254nm，適合輕質(zhì)油的檢測工作，但對中質(zhì)油、重質(zhì)油和鉆井液添加劑的檢測來說達不到最佳激發(fā)波長。由于激發(fā)熒光物質(zhì)達不到最佳效果，二維熒光儀在識別鉆井液添加劑污染和判斷真假油氣等方面尚有不足，而熒光激發(fā)波長為200～800nm的三維熒光技術則在一定程度上彌補了這方面的不足。（3）二維熒光圖譜為平面曲線圖譜，而三維熒光圖譜則包括三維立體圖譜和指紋圖譜，能夠直觀反映樣品熒光的全部特征，不僅如此，在三維立體圖中還可以根據(jù)具體需要提取出不同波長的二維平面曲線圖譜。

3三維定量熒光錄井技術在油氣勘探中的應用

3.1三維定量熒光錄井技術能夠及時發(fā)現(xiàn)油氣顯示

三維定量熒光錄井技術能夠有效辨別并揭示肉眼無法觀測到的油氣顯示，并能夠準確地測定其強度值，在發(fā)現(xiàn)微弱油氣顯示的方面具有明顯優(yōu)勢。另外，常規(guī)的熒光錄井方法由于很難準確判別巖屑中的輕油質(zhì)顯示而造成漏失油氣顯示，而三維定量熒光錄井技術則可以準確揭示輕油質(zhì)并測定其強度值。

3.2三維定量熒光錄井技術能夠有效識別真假油氣顯示

在鉆井施工過程中，為了保護油氣層、提高鉆井機械效率和防止鉆井安全事故的發(fā)生，鉆井液中往往添加了大量有機添加劑，如原油、柴油、潤滑劑、解卡劑和堵漏劑等，這些添加劑直接影響到現(xiàn)場地質(zhì)錄井資料的準確性。三維定量熒光錄井技術可以通過立體圖和指紋圖的差減來扣除添加劑或混油的影響，從而形象地還原地層顯示的真實面目，進而達到正確識別真假油氣顯示以及準確評價油氣層的目的。

3.3三維定量熒光錄井技術能夠進行原油性質(zhì)的判別

三維定量熒光錄井技術能夠在較寬的激發(fā)波長范圍內(nèi)對樣品進行全方位掃描，故其在選擇性、靈敏度和所獲信息量等方面都遠遠超過了常規(guī)熒光測試技術的水平，且三維熒光的掃描譜圖能夠全面展示樣品的所有熒光信息，并體現(xiàn)樣品成分和組成等方面的細微特征，所以它能夠很好地進行原油性質(zhì)的判別。

4幾點建議

用好三維定量熒光錄井技術，還有很多工作需要深入開展，筆者認為，以下幾個方面需要繼續(xù)研究和攻關：（1）深入分析影響三維熒光錄井技術的因素，尋找解決辦法，力求將分析誤差降到最低。（2）繼續(xù)探討三維熒光錄井技術的優(yōu)勢和局限性，為有效地應用該技術提供指導，力求發(fā)揮該技術的最佳效果。（3）提取三維熒光圖譜中各特征參數(shù)，尋找各參數(shù)之間的相關性，提高綜合解釋符合率。（4）將三維熒光錄井資料和核磁共振物性資料、地化資料結合起來，建立綜合解釋方案，提高解釋精度。（5）將三維熒光技術和輕烴分析技術相結合，有效評價水淹層。（6）延伸應用三維熒光錄井資料，利用三維熒光圖譜揭示地層中芳烴組分組成特征，為油氣演化、運移及油源評價研究提供重要信息。（7）結合油田實際及用戶要求，不斷修訂軟件，提高錄井現(xiàn)場的智能化程度，減少人工讀取信息，全部實現(xiàn)特征參數(shù)軟件自動提取，降低人為的隨意性給資料準確性帶來的影響。總之，三維熒光錄井技術的推廣應用需要各位同仁共同努力，集思廣益，深入探索，逐步提高，使該技術在石油勘探開發(fā)中發(fā)揮更大的作用。

結論

三維定量熒光錄井技術在油田原油性質(zhì)識別與儲集層流體性質(zhì)解釋評價方面均取得了較好的應用效果。利用油田不同性質(zhì)原油樣品分析的最佳激發(fā)波長、最佳發(fā)射波長和井壁取心巖心樣品分析的油性指數(shù)建立了原油性質(zhì)識別的標準；以井壁取心巖心樣品分析的對比級別與油性指數(shù)為交會分析參數(shù)，建立了三維定量熒光錄井儲集層流體性質(zhì)初步解釋評價圖板，將該圖板的解釋評價結果與其他錄井資料相結合，可實現(xiàn)儲集層流體性質(zhì)的準確評價。

參考文獻

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（作者單位：中石化華北石油工程有限公司錄井分公司）