王國鈞

（大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163712）

熒光掃描術(shù)在石油勘探開發(fā)中的應(yīng)用

王國鈞

（大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163712）

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展離不開石油這一“工業(yè)的血液”，做好我國石油資源的勘探與開采是確保我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展與國家安全的重要一環(huán)。在石油的勘探過程中可以通過對(duì)巖屑進(jìn)行熒光掃描錄井技術(shù)對(duì)井下油氣含量進(jìn)行定性檢測(cè)，提高石油錄井的可靠性與準(zhǔn)確性。巖屑熒光掃描油氣檢測(cè)技術(shù)首先通過對(duì)巖屑進(jìn)行掃描成像，而后再繼續(xù)對(duì)巖屑進(jìn)行熒光圖像處理，從而使得巖屑中的烴類物質(zhì)的熒光特性得以顯示可識(shí)別性，通過對(duì)圖像中所顯現(xiàn)的熒光面積進(jìn)行測(cè)算從而實(shí)現(xiàn)對(duì)巖屑中所含有的烴類物質(zhì)進(jìn)行定量化界定的一種技術(shù)，并通過對(duì)測(cè)量后的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從而得出一定的原油產(chǎn)液預(yù)測(cè)。

熒光掃描法；烴類物質(zhì)；圖像處理；巖屑成像

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及對(duì)石油資源需求的不斷增加，傳統(tǒng)的油氣評(píng)價(jià)模式存在錄井、測(cè)井評(píng)價(jià)與測(cè)試結(jié)果相差較大的問題，為改善這一問題提高錄井、測(cè)井評(píng)價(jià)與測(cè)試結(jié)果的匹配度，通過采用對(duì)現(xiàn)場(chǎng)巖屑熒光錄井進(jìn)行定量化可以將以往對(duì)于巖屑的熒光顏色和面積的定性描述改變?yōu)槎棵枋觥?/p>

1.熒光掃描法的技術(shù)簡(jiǎn)介

熒光掃描分析技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生物、化學(xué)、醫(yī)藥等多個(gè)的領(lǐng)域，同時(shí)熒光掃描法也在石油勘探領(lǐng)域的應(yīng)用取得了長足的進(jìn)步。石油中主要是由芳香烴族化合物和共軛雙鍵化合物等會(huì)呈現(xiàn)出熒光的特性，不同的石油樣本中芳香烴族化合物和共軛雙鍵化合物所占的比例不同，但是其都會(huì)發(fā)出具有特定的熒光光譜，因此在石油樣本的測(cè)定中使用相同的激勵(lì)條件會(huì)呈現(xiàn)具有物質(zhì)特性的光譜強(qiáng)度、顏色等特征，通過對(duì)這些特征進(jìn)行分析可以對(duì)巖屑中的原油含量、特性等進(jìn)行判斷。對(duì)于所測(cè)得的熒光光譜的強(qiáng)度等主要與巖屑中所含有原油的濃度密切相關(guān)。此外，原油所處的環(huán)境也會(huì)對(duì)熒光的強(qiáng)度產(chǎn)生一定程度的影響。原油的熒光的主要物質(zhì)是芳香烴化合物，芳香烴占石油樣本中的總烴的10%～50%左右，在使用熒光掃描法對(duì)石油樣本進(jìn)行掃描的過程中受到各種因素的影響會(huì)使得熒光峰與熒光的強(qiáng)度產(chǎn)生一定強(qiáng)度的影響，原油所產(chǎn)生的熒光光譜是由飽和烴、芳烴以及瀝青等幾種物質(zhì)所產(chǎn)生的熒光的綜合的結(jié)果，其中熒光性中最主要的芳烴。

2.熒光掃描法在石油勘探開發(fā)中的應(yīng)用

由于原油中所含熒光物質(zhì)的不同會(huì)使得其在熒光掃描的過程中呈現(xiàn)出不同的光譜特性，在使用石油熒光法對(duì)石油檢測(cè)中需要對(duì)石油中的吸收、激發(fā)光譜等進(jìn)行確定以便對(duì)熒光檢測(cè)中的激發(fā)波長及熒光檢測(cè)波長進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)定。通過在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)石油樣本進(jìn)行測(cè)定發(fā)現(xiàn)當(dāng)熒光發(fā)射波長在360nm時(shí)，石油熒光檢測(cè)會(huì)呈現(xiàn)出兩個(gè)激發(fā)峰值，而當(dāng)熒光發(fā)射波長在460nm時(shí)，石油的激發(fā)峰值波長呈現(xiàn)在360nm附近，通過試驗(yàn)測(cè)定，石油會(huì)呈現(xiàn)出較寬的吸收光譜。熒光掃描法主要是通過選定合適的激發(fā)波長對(duì)石油樣本進(jìn)行掃描通過對(duì)石油樣本所呈現(xiàn)出的熒光強(qiáng)度和熒光發(fā)射波長之間數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄分析，從而得出最佳的激發(fā)波長。其中，盡管不同的石油樣品會(huì)在熒光強(qiáng)度上有所差異，但是其熒光光譜分布具有極大的相似性，且能夠覆蓋較大范圍的光譜區(qū)。

通過試驗(yàn)表明，原油性質(zhì)以及原油含量的不同會(huì)使得原油的產(chǎn)生的熒光光譜特征產(chǎn)生較大的差異，因此，可以使用原油的熒光光譜特征來對(duì)原油樣本中所含有的原油的性質(zhì)以及含量等進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)定。直接法主要是指將原油樣本直接溶在合適的溶劑中并使用熒光對(duì)其進(jìn)行掃描監(jiān)測(cè)的方法，此種方法應(yīng)用于一些能夠在溶劑并能產(chǎn)生強(qiáng)熒光的一些物質(zhì)多用于對(duì)含水較高的油井進(jìn)行樣本檢測(cè)，而間接法則主要指的是通過在溶液中加入熒光染料并通過對(duì)熒光染料進(jìn)行熒光光譜特征進(jìn)行檢測(cè)分析從而得到原油溶液特征的一種檢測(cè)方法。此種方法在分析流動(dòng)的原油和水的跟蹤檢測(cè)中可以取得較為良好的效果。在對(duì)油井井下進(jìn)行檢測(cè)的過程中為規(guī)避井下復(fù)雜環(huán)境對(duì)于檢測(cè)所造成的影響，井下檢測(cè)應(yīng)當(dāng)使用光纖傳感器來對(duì)井下物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，相較于傳統(tǒng)的傳感器，光纖傳感器在信號(hào)接收的強(qiáng)度上具有較大的優(yōu)勢(shì)，此外其在小型化和抗干擾性以及測(cè)量結(jié)果的靈敏性方面都具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。

以某高含水油井為例來說明熒光掃描法在其中的應(yīng)用，高含水油井由于含水率較高因此在井下多呈現(xiàn)出泡狀流動(dòng)的特性，呈泡狀的油介質(zhì)濃度較高時(shí)會(huì)導(dǎo)致熒光檢測(cè)時(shí)的熒光檢測(cè)不足，同時(shí)油滴周圍的水介質(zhì)所呈現(xiàn)出的熒光性。在使用熒光掃描法對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)時(shí)可以使用多探針檢測(cè)對(duì)原油油井中的持率進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)。在使用檢測(cè)探針對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)的過程中檢測(cè)探針將檢測(cè)到的熒光強(qiáng)度由光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)從而對(duì)油井中的流體介質(zhì)的分布特性以及測(cè)量探針周邊的持水率進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)定。此外使用熒光掃描法還能夠?qū)τ退魉龠M(jìn)行相應(yīng)的測(cè)定，能夠溶于原油中的熒光物質(zhì)可以作為井下流體的熒光特性示蹤劑，通過對(duì)溶于水中的熒光示蹤劑進(jìn)行測(cè)定，檢測(cè)其熒光強(qiáng)度的變化規(guī)律，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于井下油或水等物質(zhì)的流速的測(cè)定，在溶于井下流體示蹤劑的選擇上需要選擇溶于流體且不易沉淀的物質(zhì)，在能夠跟隨井下流體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的同時(shí)不能與井下流體發(fā)生反應(yīng)，且不具有較強(qiáng)的揮發(fā)性?，F(xiàn)今在溶于水的示蹤劑的選擇上可以選擇使用若丹明-B、尤雷尼等，在熒光劑的選擇上如果使用若丹明-B則對(duì)于激勵(lì)波長的選擇上可以選擇546.1nm的波長，從而在熒光的檢測(cè)中獲得580nm～620nm的檢測(cè)波長，通過對(duì)流體中的若丹明-B的熒光的強(qiáng)度變化進(jìn)行檢測(cè)來反應(yīng)流體中的流速的變化。

結(jié)語

在石油樣本的檢測(cè)中利用熒光掃描法可以利用石油中所含有的熒光物質(zhì)的種類及比例的不同來對(duì)其所散發(fā)出來的特定光譜進(jìn)行檢測(cè)。本文主要對(duì)熒光掃描法的原理及其在油田中的應(yīng)用進(jìn)行了分析闡述。

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