定量荧光录井技术在石油勘探中的应用探讨_安文武

·荧光录井·

定量荧光录井技术在石油勘

探中的应用探讨

安文武＊苏金龙刘树坤王　巍袁宝清 刘云岭

(大港油田地质录井公司) (冀东油田勘探开发工程监理公司)

摘　要　为了消除特殊钻井条件下钻井液中大量混入有机添加剂对荧光录井的影响,有效识

别钻探过程中的油气显示,国内外录井界都在尝试一种新的录井方法定量荧光录井技术。通

过近两年的试验性应用,证实定量荧光录井技术在解决上述难题上卓有成效,提高了荧光录井资

料的可信度和应用范围。该文在简介了定量荧光录井技术的检测原理、方法和特点的基础上,以

现场应用实例为依据,阐述了该项技术在下面几个方面的应用效果:(1)能消除钻井液污染,有效

识别油气层;(2)更有利于轻质油的发现;(3)在裂缝或页岩层等特殊储层,定量荧光分析解释更有

优势;(4)在识别微弱油气显示及低阻油层的评价效果较好;(5)可在现场准确判定储层原油性质;

(6)为油源评价提供了一项新的解释资料。总之,定量荧光分析仪较高的检测灵敏度,较实用的分

析评价软件,提高了荧光录井资料的使用价值,具有较好的推广应用前景。

主题词　〔定量荧光分析仪〕　岩屑录井　荧光录井　识别　钻井液添加剂　污染　油气勘

探　解释　评价

一、引 言

荧光录井技术的应用已有60多年的历史,目前它仍作为钻井过程中检测石油的一种方法,它是通过荧光灯照射样品,用肉眼直接观察来描述荧光产状、颜色和强度,而后确定是否含油及级别。这种方法只能定性解释,且有很大的局限性。

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无法识别的荧光且受人为因素影响等一些难题。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;配套溶剂己烷的采用,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。

定量荧光录井技术的上述优势,促使该项技术很快引入国内,之后国内也相继开发了此类产品,同时也加快了应用研究工作,并取得了初步成效,展示了可喜的发展前景。

二、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　＊安文武　高级工程师,1952年生,1991年7月毕业于西北大学石油地质系,一直从事石油地质、勘探技术及管理工作,现任大港油田集团地质录井公司副经理。　通讯地址:天津市大港油田三号院。　邮编:300280。　电话:(022)25924679。·35·　第11卷　第4期 录井技术

维荧光检测仪和三维荧光检测仪。数字滤波荧光检测仪已经广泛应用于现场录井,二维荧光检测仪也开始得到应用和推广,而三维荧光检测仪还处在应用研究阶段〔1〕。

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(254nm ),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。下面以OFA —Ⅱ型荧光仪为例,简介其工作原理:

1.石油荧光分析仪工作原理

仪器自带的紫外光源辐射出的光束经过滤光片后照射到样品池上,样品池中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光栅的分光色散后,照射于光电倍增管上并转换成电信号,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图谱打印的方式提供给用户。

当仪器的有关参数选定及被测物质和介质条件确定后,所测定的荧光相对强度与荧光物质的浓度成正比,因而仪器可进行定量检测。不同的荧光物质具有不同的荧光光谱,只要经过定量检测,就能得到相应的光谱特征谱图。

2.定量荧光检测方法

定量荧光录井,在检测前应首先收集临井同层系同油源的油样作标样,对仪器进行标定,检测钻井液添加剂(含油品)以便确定背景值,录井中采用本底扣除法,以便获得岩样的真实含油情况。石油荧光分析仪给出样品荧光谱图、主次峰的荧光波长值和荧光强度及C ′值,通过公式计算或查表,得到样品相应的荧光对比级别和相当油含量(表1)。

表1　原油浓度与荧光对比关系数据表原油浓度C (mg /l )

10000500025001250625312.5156.378.1荧光对比级

15141312111098

原油浓度C (mg /l )

3919.59.84.92.41.20.6荧光对比级7654321计算公式如下:

B =15-(4-log

C )/0.301

其中　C =C ′×n

表2　大港探区定量荧光储层划分标准

·

36· 录井技术 2000年12月

C

被测样品原油浓度(相当油含量),mg /l ; n 稀释倍数;C ′被测样品稀释后仪器检测浓度,mg /l ;B 荧光对比级别。

经过实践,我们初步确定了大港地区定量荧光储层流体划分标准,见表2图1。

图1是我们通过18口井,43个井段,累计长1798.18m ,365个储层的定量荧光检测数据,并结合了试油结果,统计归类后绘制的图版。之后,我们又用21口井,586个储层,累计9681.2m 井段定量荧光检测数据进行验证,证实用此图版作为解释标准是符合实际的,具有实用性和有效性,获得了较好的应用效果

。

图1　大港探区波长—相当油含量划分油水层标准

3.定量荧光录井技术的特点

(1)定量荧光分析仪进行荧光检测,具有简便、快捷的特点,每个样品仅需几分钟便可完成含油情况的测定,并消除了人为因素的干扰。

(2)能消除因钻井液添加剂的污染、矿物发光等干扰,有利于真伪显示的辨别;计算机可以快速提供相应的谱图和数据,给出信息量多,自动化程度高。

(3)直观、准确、定量分析地层中的单位含油丰度,灵敏度高。

(4)反映原油性质,更有利于辨认轻质油、凝析油。

(5)通过大量的岩样检测,可利用定量荧光谱图进行油源对比、分析,鉴定生油岩,指导勘探开发布署。(6)对裂隙性储层,甚至页岩层,电测和随钻测量很难进行解释的地方,定量荧光可以帮·37·　第11卷　第4期 安文武等:定量荧光录井技术在石油勘探中的应用探讨