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荧光录井法的操作要点和原理

(2017-01-18 15:14:54)
  荧光录井是应用原油物理性质发展起来的一种录井方法,包括常规荧光录井和定量荧光分析录井。
  (一)常规荧光录井
  1.定义
  利用荧光录井仪(荧光灯)定性检测岩石样品含油发光面积、颜色以及含油量,判断地层含油情况的方法,称为常规荧光录井。这一方法比较简单、快速,并已经使用多年,目前一直在现场得以应用。
  荧光录井方法包括荧光干照、荧光湿照、荧光喷照、荧光滴照以及浸泡系列对比等。含油样品在紫外光照射下,原油被激发并发射不同颜色光,如浅黄色、黄色、亮黄色、金黄色、黄褐色、棕色、棕褐色等。油质轻,发光颜色强、亮;油质重,发光颜色暗。含油岩石在滴照时伴随着扩散现象。
  2.常规荧光录井操作要点
  (1)荧光干照、湿照。
  将洗净的岩屑、岩心、井壁壁心放在荧光灯下进行干照、湿照。
  ①含油岩屑、岩心、井壁壁心在紫外光下呈浅黄色、黄色、亮黄色、金黄色、黄褐色、棕色、棕褐色等。油质好,发光颜色强、亮;油质差,发光颜色较暗。
  ②矿物荧光:石英、蛋白石呈白色—灰色;方解石、贝壳呈黄色—亮黄色;石膏呈亮天蓝色、乳白色。
  ③成品油及有机溶剂:柴油呈亮紫色—乳紫蓝色;机油呈蓝色—天蓝色;黄油呈亮乳紫蓝色;丝扣油呈白带蓝色—暗乳蓝色;白油、煤油呈乳白带蓝色;磺化沥青呈黄、浅黄色;铅油呈红色。
  (2)氯仿滴照。
  ①取几颗岩屑样品,分散在滤纸上,在岩屑上滴一滴氯仿溶液,观察岩样周围有无荧光扩散和斑痕,并记录荧光的颜色、强度和发光产状。
  ②荧光扩散边斑痕的颜色:含烃类多为天蓝色、微紫色—天蓝色,胶质呈黄褐色,沥青质呈黑—褐色。
  ③矿物荧光无扩散现象,成品油荧光颜色较浅,呈乳紫色—天蓝色,一般只污染岩屑表面,可破开岩屑、岩心、壁心观察新鲜面。
  ④排除成品油污染和发光矿物荧光后,描述记录岩屑、岩心、壁心荧光发光颜色、强度,并估算占岩屑的百分比。
  (3)荧光系列对比。
  ①对岩屑原油沥青的定量分析,主要是通过试样与标准系列对比来确定等级并计算其百分含量,因此必须预先选取本构造、相邻构造或邻区的纯原油配制出荧光标准系列。标准系列共分15级,每级1mL标准溶液中沥青含量见表3-1-5。
  表3-1-5每级1mL标准溶液中沥青含量
  表每级L标准溶液中沥青含量
  ②将岩样粉碎,取1g放入试管中,加入5mL氯仿,加盖或蒸馏水密封,静置6~8h。
  ③在荧光灯下与标准系列溶液对比,判定显示级别。
  (二)定量荧光分析录井
  1.定义
  借助仪器实现对荧光数据的定量检测和分析,称为定量荧光分析录井。根据荧光强度与原油浓度成正比的关系,绘制随井深变化的原油浓度荧光录井图,可较好地解决常规荧光录井肉眼观察无法识别的荧光且受人为因素影响等一些难题,可识别荧光波长在340nm以下的轻质油,消除钻井液添加剂的荧光干扰。
  2.工作原理
  国内油田使用的定量荧光检测仪主要有QFT和OFA两种。QFT属于一维荧光测试,OFA属于二维和三维荧光测试。从实际应用情况看,两种仪器均可用于不同类型的原油,尤其对于肉眼观测不到的轻质油更为有效。与QFT相比,OFA定量荧光检测仪性能价格比高,操作方便,除了能对荧光物质进行定量检测外,还能进行二维和三维发射图谱分析。
  OFA二维定量荧光分析仪的工作原理:仪器自带的光源辐射出的光束经过滤光片,使激发光的波长固定在某一值(254nm)后,照射到样品池上,样品池中的发光物质吸收激发光后发生能量跃迁而发射荧光。荧光由大孔径非球面镜的聚光及光栅的分光散射后,照射于光电倍增管上,光电倍增管把光信号转换成电信号,电信号经过放大送至计算机进行处理,然后再以数字显示或谱图打印的方式提供给用户。
  OFA三维定量荧光分析仪的工作原理:由灯源氙灯发射出的光束照射EX分光器,EX分光器每转动一个角度便允许一种波长的光通过,分光器连续转动,不同波长的光便连续通过,照射到样品池,样品池中的荧光物质吸收激发光后发生能量跃迁而发射荧光。荧光由大孔径非球面镜的聚光及EM分光散射后,照射于光电倍增管上,此管把光信号转换成电信号,电信号经过放大送至计算机进行处理。
  3.定量荧光分析技术测量参数
  荧光波长:反映原油性质,在310~340nm范围内出峰,表示为轻质油成分;在340~370nm范围出峰,表示为中质油成分;荧光波长大于370nm,表示为重质油成分,如图3-1-23所示。
  图3-1-23某油田不同性质原油的荧光图谱特征
  图某油田不同性质原油的荧光图谱特征
  相当油含量:单位样品中荧光物质相当于原油的含量,所反映的是被测样品中的含油气丰度,单位为mg/L。
  对比级:单位样品中含有的荧光物质所对应的荧光系列对比级别。
  油性指数:原油样品中不同荧光物质荧光强度的比值,指波长在340~370nm范围的荧光强度与波长在310~340nm范围的荧光强度的比值。油性指数所反映的是该原油样品不同原油成分的含量,体现原油性质。
  孔渗指数:样品一次分析得到的相当油含量为C,二次分析得到的相当油含量为C,C/(C+C)为孔渗指数。该指数应用于井壁取心、钻井取心,间接地反映储层的物性。
  4.定量荧光分析录井操作要点
  (1)样品的选取:在钻时明显降低的井段、岩屑与岩心储层及特殊岩性层、气测异常层、槽面见油气显示井段等进行样品的选取。
  (2)做标准油样分析进行标定。选取与设计井相同地区、同一构造邻近井的同一层位原油作为标准油样。
  (3)分析:固态样品取1g,液态样品取1mL,放入一支已装有5mL试剂的有塞刻度试管中,浸泡15min以上,进行荧光图谱分析,确定地层含烃类的成分、相当含油量及显示级别。
  5.荧光录井资料在钻井工程中的应用
  (1)快速确定油气显示,节省钻井时间:现场荧光录井是直接及时发现油气显示的最快速方法。采用岩屑荧光干照、滴照,就能快速发现绝大部分油气显示,通过定量荧光发现轻质油荧光、定量分析相当油含量,可确定油质,去伪存真,结合气测资料确切地评价油气层,现场确定是否需要进行钻井取心和下步施工操作。
  (2)检验处理剂质量:利用荧光滴照能发现油质或沥青质的原理,逐袋检查钻井液处理剂是否存在发光现象,检查是否与标准相符。
  (3)在钻井液混油状态下钻进:在利用泡解卡剂处理完卡钻事故后,在没有完全清除解卡剂时,利用定量荧光的差谱功能,可排除钻井液处理剂荧光的影响,并能分辨出真假油气显示,节省钻井施工时间。

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文章来源:洛克斯石油论坛 洛克斯石油网 

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