经典:定量荧光录井技术简
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定量荧光录井技术在辽河油田的应用一、前言定量荧光录井作为一项成熟的录井技术,在辽河录井人的不懈努力和油田公司领导的支持下,2003年以来开始逐步应用于录井服务市场,并赢得甲方用户的充分信任。
到目前为止,录井公司共完成了局内240余口各类井的定量荧光录井任务,为油田公司提高勘探开发效益和增储上产作出了积极的贡献,同时也为辽河录井赢得了较好的经济和社会效益。
二、辽河油田不同性质原油的定量荧光特征辽河油田原油成熟度差异很大,原油性质复杂多变,不同原油密度可在0.8-1.0g/cm3,50°C时粘度在1-500mPa.S,甚至超过500mPa.S,蜡含量5-40%,胶质+沥青质含量为5-45%。
而不同性质原油的定量荧光特征也有较大差别,主要表现在谱图形态、主峰峰位、峰间比等方面的差异。
不同性质原油的定量荧光谱图特征归纳为下表1。
三、定量荧光录井发挥的作用定量荧光录井技术是利用光学原理对样品的萃取溶液进行荧光分析,通过检测其荧光强度及光谱分布,得到萃取溶液的原油浓度和油品特性等参数的一项录井技术。
它是随钻准确发现和快速评价油气层的最直接、最便捷的有效手段之一。
一年多的录井实践表明,定量荧光录井发挥的主要作用主要体现在以下几方面:1、定量检测样品的含油浓度,进而确定对比级别及含油级别。
样品中的烃类物质被萃取后,通过定量荧光分析,即可定量得到溶液的含油浓度C,同时得到其对比级别n及含油级别,有效消除了肉眼确定显示级别的不确定性,为精确落实油气显示、评价油气层奠定了坚实的基础。
下表2、表3是在实践基础上,结合企业标准建立的辽河油田样品含油浓度C与对比级别n、含油级别间的对应关系。
2、定量判断储层的原油性质辽河油田原油成熟度差异很大,因此原油性质复杂多变,通常在一口井可钻遇两、三个甚至更多的油层系,各层系间原油密度差异很大。
因此在录井现场了解各储层的原油性质、确定其油层系归属是甲方关心的重要问题之一。
而通过定量荧光检测得到的油性指数,恰好可以快速判别样品所含原油的性质,为甲方在第一时间了解储层的油品特性,调整勘探方案及指挥生产提供了有利依据。
定量荧光录井技术定量荧光录井技术是近年来引进的新技术,早在1997年,辽河油田引进了2台美国德士古石油公司生产的世界上第一代定量荧光检测仪(简称QFT),开始了荧光定性检测向定量分析转变的试验、研究工作。
2002年,随着国产的OFA-Ⅱ型石油荧光分析仪的成功引进和现场应用,定量荧光录井技术更加成熟和完善,现已成为发现油气显示和解释评价油气层的重要手段。
不同类型原油的物理性质差异较大,其荧光光谱特征也存在较大差别,主要表现在荧光波形、出峰波长、各峰之间的比值等方面的差异。
为了表述方便,我们把波长310-330nm 之间的荧光峰值称为F1,把350-370nm 之间的荧光峰值称为F2,把380nm 以后的荧光峰值称为F3。
原油荧光光谱示意图波长(nm) 400 500 3001、技术特点定量荧光分析仪采用的激发光波长为254nm,对于各种原油均有较好的激发作用,可有效的激发各种性质原油产生发射波,被仪器接受(常规荧光灯是用波长365nm的紫外光照射石油,不能充分激发石油的荧光)。
定量荧光分析仪的荧光检测范围是200-600nm,可以检测到低分子烷烃发出的低于400nm的肉眼不可见荧光。
分析试剂用正己烷取代了传统的氯仿,避免了氯仿对烃类荧光的猝灭作用,使荧光分析灵敏度大大提高,从而在录井过程中有效地扩大了原油检测范围。
在钻探施工中,常常在钻井液中加入含荧光添加剂,使得肉眼很难识别和区分真假荧光。
定量荧光分析仪可以利用计算机绘制完整的二维荧光谱图,存储并输出背景图谱及工作曲线,利用其独特的差谱功能可以去除钻井液中荧光添加剂的干扰,从而准确落实油气显示。
2m以下的薄层油气显示层,在常规荧光录井过程中往往因其在岩屑中的量很少,导致所定显示级别偏低,影响对薄储层的解释评价。
定量荧光分析技术对样品数量的要求比较灵活,不论量多少,都可以精确的确定显示级别。
定量荧光仪在分析岩心及井壁取心样品时采用二次分析法,得到孔渗性指数Ic。
工 业 技 术1 定量荧光的原理石油是具有荧光性的物质,荧光性物质分子吸收光能后发生能量跃迁处于不稳定的激发态,处于激发态的分子放出光子后,重新回到分子基态,这就是荧光的产生过程。
定量荧光录井技术是利用光学原理对样品的萃取溶液进行荧光分析,通过检测其荧光强度及光谱分布,得到萃取溶液的原油浓度和油品特性等参数的一项录井技术[1]。
它是随钻准确发现和精确的落实油气显示以及快速评价油气层的最直接、最便捷的有效手段之一。
不同石油的荧光特性不同,这一特性又往往表现在亮度及颜色的差别上。
根据荧光的亮度可测定石油的含量,根据发光的颜色可测定石油的组成成分。
当被测物质的浓度不太大时,其在紫外光的照射下发出的荧光的强度F与原油的荧光效率θ、荧光物质的浓度C、激发光的强度I及检测器的增益k有关,其公式表述为:F=kIθC。
根据邻井油样做出工作曲线以后,每测量一个样品的荧光强度值F,就可以找出对应的荧光物质的浓度C。
OFA石油荧光分析仪正是建立在这一原理的基础之上。
2 辽河油田沈257块地质特征沈257块位于辽河断陷大民屯凹陷静安堡构造带,区域发育两条北东走向的正断层,后被北西向的次级断层切割形成多个断块。
沈257块是其中一个断块体,沉积物覆盖在断块体之上,从而形成潜山披覆构造。
该区沙四段被东西两条北东倾向正断层分割,南北被断层遮挡形成一个独立断块。
区域地层自下而上依次为:太古界的混合花岗岩、元古界板岩及白云岩、新生界下第三系房身泡组的玄武岩及角砾岩、沙河街组碎屑岩及泥岩和碳质泥岩、东营组砂砾岩、上第三系及第四系泥岩、砂砾岩等。
其中沙四段和沙三段为本区主要的储层。
3 定量荧光技术应用3.1判别油质在该油区主要定采用OFA-Ⅱ型定量荧光量荧光分析仪对该地区储集层样品进行了定量荧光分析。
根据上述可知荧光分析图谱可以定性判断原油性质,不同的荧光物质具有不同的荧光光谱,出峰波长也不相同,原油波长范围在300nm~400nm之间,油质越重,出峰位置就越靠后,波长越大,320nm以前出峰的原油以轻质油成份为主,360nm左右出峰的以中质油成份为主,380nm以后出峰的以重质油成份为主,如果一个波形有双峰就说明两种成份兼有,应根据主峰波长确定以何种油质为主。
定量荧光录井技术姓名:***学号:*********班级:勘工***** 序号:**定量荧光录井技术摘要:由于常规荧光录井的局限性:原油激发出的荧光波长分布范围很宽,随着原油密度的减小,荧光波长减小,到凝析油时主要集中在300~400nm之间。
而人眼只能识别400~800nm之间的光线。
在实际工作中对轻质油、凝析油层的荧光录井变得十分困难,经常会不知觉的漏掉油气层。
而定量荧光录井技术却能弥补这些不足,由于定量荧光分析仪利用光电元件检测岩样中原油在紫外光照射下激发出的荧光,并与标准样品进行对比,从而定量评价岩石储集的原油密度。
仪器采用的光电元件对荧光的波长没有特殊的要求,可以全面检测各波长段的荧光,并特别侧重于小波长轻质油的检测,无论油质轻重都不会漏掉。
关键词:定量荧光荧光图谱一、定量荧光检测的的基本理论及影响因素1.1定量荧光检测的基本原理荧光强度定量分析的技术应用于地质实验分析领域,主要是利用原油的荧光性,即石油中的不饱和烃和衍生物在激发光的照射下(激发),吸收光能后发生能量跃迁处于不稳定的激发态,处于激发态的分子会放出光子重新回到分子基态(发射),这就是荧光的产生过程。
当被测物质浓度不大时,荧光强度与浓度成线性关系,其表达式为:F 二23: Io C L对于特定体系在确定实验条件下,激发光强度I0与光程长L的积为一常数K= i0xL,,因此:F = 2.3K :」;C式中:£被测物质的摩尔吸光系数C 被测物质的摩尔浓度①被测物质的荧光效率不同原油所含分子成份结构不同,所吸收光的波长和发射的荧光波长也不同,由此可定性判别原油性质。
同一类型的原油,用同一波长的激发光照射,可发射相同波长的荧光。
若浓度不同,则浓度增加,所发射的荧光强度也增强。
运用这一基本理论,在石油钻探过程中,根据定量检测岩样中所含石油的荧光强度,再利用邻井相同层位的油所作的标准工作曲线计算出相当的油含量,根据油含量的多少和油质情况来判断地层含油情况。
定量荧光录井技术班级:勘工***** 姓名:***学号:********* 序号:**定量荧光录井技术摘要:由于常规荧光录井的局限性:原油激发出的荧光波长分布范围很宽,随着原油密度的减小,荧光波长减小,到凝析油时主要集中在300~400nm 之间。
而人眼只能识别400~800nm 之间的光线。
在实际工作中对轻质油、凝析油层的荧光录井变得十分困难,经常会不知觉的漏掉油气层。
而定量荧光录井技术却能弥补这些不足,由于定量荧光分析仪利用光电元件检测岩样中原油在紫外光照射下激发出的荧光,并与标准样品进行对比,从而定量评价岩石储集的原油密度。
仪器采用的光电元件对荧光的波长没有特殊的要求,可以全面检测各波长段的荧光,并特别侧重于小波长轻质油的检测,无论油质轻重都不会漏掉。
关键词:定量荧光 荧光图谱一、定量荧光检测的的基本理论及影响因素 1.1 定量荧光检测的基本原理荧光强度定量分析的技术应用于地质实验分析领域,主要是利用原油的荧光性,即石油中的不饱和烃和衍生物在激发光的照射下(激发),吸收光能后发生能量跃迁处于不稳定的激发态,处于激发态的分子会放出光子重新回到分子基态(发射),这就是荧光的产生过程。
当被测物质浓度不大时,荧光强度与浓度成线性关系,其表达式为:L C Io F ⨯⨯⨯⨯Φ=ε3.2对于特定体系在确定实验条件下,激发光强度I0与光程长L 的积为一常数K= I0xL,,因此: C K F⨯⨯Φ⨯=ε3.2式中:ε——被测物质的摩尔吸光系数C——被测物质的摩尔浓度Ф——被测物质的荧光效率不同原油所含分子成份结构不同,所吸收光的波长和发射的荧光波长也不同,由此可定性判别原油性质。
同一类型的原油,用同一波长的激发光照射,可发射相同波长的荧光。
若浓度不同,则浓度增加,所发射的荧光强度也增强。
运用这一基本理论,在石油钻探过程中,根据定量检测岩样中所含石油的荧光强度,再利用邻井相同层位的油所作的标准工作曲线计算出相当的油含量,根据油含量的多少和油质情况来判断地层含油情况。
定量荧光录井技术在石油勘探中的应用探讨定量荧光录井技术最早起源于二十世纪九十年代,这种石油勘探技术弥补了传统技术存在的不足之处,解决以往肉眼只能定性而不能定量分析的难题。
随着科学技术不断发展,定量荧光录井相关产品也不断产生,研究工作也在进一步开展,具有可观的应用与发展前景。
对定量荧光录井技术在石油勘探中的应用进行分析是具有现实意义的,基于此,本文主要对定量荧光录井技术在石油勘探中的应用进行分析探讨。
标签:定量荧光录井技术;石油勘探;应用1 前言定量荧光录井技术是90年代初,由德士古石油公司率先开发的一项新技术。
它是在原有技术上的跨越式发展,较好地解决了常规荧光录井肉眼观察不易识别轻质油的荧光,受人为因素影响较小。
实现了定量解释,更有利于荧光波长处于400nm以下的轻质油的发现和识别;可消除钻井液添加剂及混油对岩屑录井及储层识别的干扰;配套萃取剂(异丙醇、正己烷)的采用,消除了原油荧光的猝灭现象,有利于样品中烃类萃取彻底,更适用于轻质油及凝析油,使荧光分析灵敏度提高10~35倍。
2 定量荧光检测原理、方法及特点目前,国内外研制开发的定量荧光检测仪器大致可分为三类,即:数字滤波荧光检测仪、二维荧光检测仪和三维荧光检测仪。
目前三维荧光检测仪正广泛应用于现场录井。
因为原油中含有的芳香烃吸收电磁辐射能后,会打乱芳香烃内部的电子结构而处于受激状态,当其回到原状态时将以发射光波的形式释放过剩的能量,这种特性称为石油荧光。
定量荧光检测是通过选择、滤波,使激发波的波长固定在某一值(265nm),被照射的样品所发荧光经滤波后,由光电倍增管转换,进而测量出含油荧光的发光强度。
下面QFT-3D三维荧光分析仪为例,简介其工作原理:2.1 石油荧光分析仪工作原理由光源氙灯发射出的光束照射EX(激发)分光器,EX分光器每转动一个角度允许一种波长的光通过,连续转动使不同波长的光连续通过并照射到样品池,样品池中的荧光物质吸收激发光后发射(EM)荧光,荧光光谱通过光纤传至列阵光谱数据处理模块,最后樣品的荧光以数字显示或图谱打印的方式提供给用户(图1)。