利用同步熒光光譜總面積積分法確定原油質(zhì)量濃度

王波

摘 要：類比三維熒光光譜技術(shù)中三維熒光光譜總體積積分法同時測定多組分質(zhì)量濃度的方法，提出了基于同步熒光光譜技術(shù)的同步熒光光譜總面積積分法確定原油質(zhì)量濃度的新方法。將其用于勝利油田孤北井區(qū)原油樣品的質(zhì)量濃度定量，結(jié)果表明：原油質(zhì)量濃度與熒光強(qiáng)度總面積積分值在高、低兩個質(zhì)量濃度段上均呈雙對數(shù)線性關(guān)系（亦即乘冪關(guān)系）。

關(guān)鍵詞：同步熒光光譜；Monte-Carlo積分；質(zhì)量濃度；熒光錄井；原油

在定量熒光分析技術(shù)中，同步熒光光譜技術(shù)和三維熒光光譜技術(shù)都是近年來快速發(fā)展的熒光光譜技術(shù)[1～2]。同步熒光光譜技術(shù)具有光譜簡單、譜帶窄化、重疊少、散色光干擾小、操作方便和費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)[3～5]，這使得同步熒光光譜技術(shù)比三維熒光光譜技術(shù)更適應(yīng)于錄井現(xiàn)場快速便捷的要求[5～8]。

1同步熒光光譜技術(shù)簡介

1971年Lloyd[3]首先提出了同步熒光光譜技術(shù)。同步熒光法按光譜掃描方式的不同可分為恒（固定）波長法、恒能量法、可變角法和恒基體法[13]。常說的同步熒光光譜技術(shù)是指固定波長同步熒光光譜技術(shù)。固定波長同步熒光光譜采用固定波長差（發(fā)射波長-激發(fā)波長）方式掃描，實(shí)際上是以特殊的二維截面反映三維熒光光譜信息。

2同步熒光光譜總面積積分法

同步熒光光譜總面積積分法的主要思路是：運(yùn)用Monte-Carlo原理，選定熒光物質(zhì)同步熒光光譜的某一特征區(qū)域后，構(gòu)造一個發(fā)射波長-熒光強(qiáng)度平面，由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生隨機(jī)點(diǎn)，將出現(xiàn)在熒光峰內(nèi)的隨機(jī)點(diǎn)所對應(yīng)的熒光強(qiáng)度累加起來得到的值稱面積值，利用面積值進(jìn)行定量分析。應(yīng)用該方法隨機(jī)誤差被抑制，大大增加了信噪比，因此提高了靈敏度[1，12]。

熒光錄井中，由于同一井區(qū)內(nèi)相同質(zhì)量濃度的原油在相同萃取劑、相同掃描波長差下得到的同步熒光光譜重復(fù)性極好[10]，因此，可以通過測量標(biāo)準(zhǔn)樣品的同步熒光光譜圖，分別建立該井區(qū)原油質(zhì)量濃度的工作曲線，然后測量待測樣品的同步熒光光譜，再用同步熒光光譜總面積積分法計(jì)算其熒光強(qiáng)度總面積積分值，依據(jù)工作曲線確定其質(zhì)量濃度。還可依據(jù)熒光系列對比級別與含油質(zhì)量濃度的關(guān)系，計(jì)算熒光系列對比級別。

3應(yīng)用實(shí)例

文獻(xiàn)[9]用正己烷作萃取劑，獲得勝利油田孤北363井區(qū)不同質(zhì)量濃度原油樣品在固定波長差Δλ= 40 nm條件下的同步熒光光譜，各光譜曲線對應(yīng)質(zhì)量濃度為：2.0，1.0，5×10-1，2.5×10-1，1.3×10-1，3.9×10-3，1.7×10-2，7.8×10-3，6.3×10-2，3.1×10-2g/L。

為了保證同步熒光光譜信息的完整性，使得提取的同步熒光光譜信息更加豐富，積分區(qū)間應(yīng)該涵蓋熒光峰，大小適中即可。

將上述質(zhì)量濃度分成高、低兩個質(zhì)量濃度段，分別為3.1×10-2—1.3×10-1 g/L和2.5×10-1—2.0g/L， 分別運(yùn)用同步熒光光譜總面積積分法，積分區(qū)間均為285—700nm，得到原油質(zhì)量濃度與熒光強(qiáng)度積分總面積的關(guān)系。

值得指出的是，確定待測樣品的質(zhì)量濃度時，需先結(jié)合其峰位特征，確定其屬于哪個質(zhì)量濃度段，再用公式計(jì)算其質(zhì)量濃度。

4結(jié)論及建議

（1）類比三維熒光光譜總體積積分確定質(zhì)量濃度的方法，提出了同步熒光光譜總面積積分法。原油質(zhì)量濃度與熒光強(qiáng)度總面積積分值在高、低兩個質(zhì)量濃度段上均呈雙對數(shù)線性關(guān)系（亦即乘冪關(guān)系）；

（2）通過對勝利油田孤北井區(qū)原油實(shí)測同步熒光光譜資料的應(yīng)用，結(jié)果表明同步熒光光譜總面積積分法在質(zhì)量濃度定量范圍和精度上都取得了顯著效果；

（3）同步熒光光譜總面積積分法充分利用了光譜信息，有效抑制了隨機(jī)誤差。鑒于同步熒光光譜技術(shù)操作的便捷性及其與三維熒光光譜指正的一致性，錄井現(xiàn)場可用同步熒光光譜分析代替三維熒光光譜分析；

（4）同步熒光光譜總面積積分法不僅適應(yīng)于原油質(zhì)量濃度的定量，還可以用于其他物質(zhì)質(zhì)量濃度的定量。

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