三维荧光录井对油层、水层判别.docVIP

三维荧光录井技术在油水层特征判识中的应用 关键词： 三维荧光 谱图特征 储集层油水层特征 应用 ? 前言 随着二维荧光录井技术的发展和成熟，在胜利油区取得了较好的应用效果，定量荧光录井技术也已获得甲方的一致认可。但是在生产应用中，也逐渐暴露了二维荧光录井技术的一些不足，比如：254nm的固定激发波长对于轻质油较为适合，但对于原油性质较重的原油则不适合；仪器线性范围太窄，含油浓度过高的样品需要稀释上百倍，极易造成误差等等。三维荧光录井技术的出现，是石油荧光分析检测技术的一个革新，较二维荧光在技术上更先进、数据上更可靠，是对二维荧光录井技术的拓展和补充。2005年底我公司引进北京石油勘探开发研究院研制的三维石油荧光分析仪（OFA-3DI）2台，通过室内试验和现场实际应用，在仪器原理、分析方法、三维分析技术研究、三维图谱特征研究、真假油气显示识别、原油性质、油水层特征评价方面获得了一些认识，并在实际应用过程中见到了良好的效果。 1?三维荧光录井检测工作原理及主要参数 1.1?理论基础 仪器所测得的荧光强度与该物质的荧光效率有关，当被测物质浓度相对较稀的情况下， 则测得荧光强度和物质浓度成正比[1]，上述关系可用下式表示： F=KIΦA 式中?F—荧光相对强度 K—?与仪器增益（检测效率）有关的常数 I—?激发光强度 Φ—?荧光物质的荧光效率 A—?荧光物质的浓度（mg/l） 当仪器的有关参数选定以及被测物质和介质条件确定后，所测定荧光相对强度仅与A成正比，因而仪器可进行定性测试。对于不同的荧光物质具有不同的荧光光谱，只要进行发射光谱扫描，即可得到被测物的荧光光谱特性。 1.2?工作原理 荧光的产生即由于物质在受光激发后可发射出较受光波长长的光谱。当光源辐射出的光束经激发光单色器（EX）后照射到样品池上，样品中的荧光物质接收激发光后产生能量跃迁而发射荧光（EM）。荧光由大孔径非球面镜的会聚及光栅的分光后，入射在光电倍增管上，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[1]。三维荧光仪的基本工作原理如图1。 1.3?分析的主要参数及意义 三维荧光的分析参数主要有荧光强度INT、含油浓度C（单位mg/l）、荧光系列对比级别n和油性指数R等。 荧光强度INT：原油中荧光物质所发射荧光的强弱，反映被测样品中含荧光物质的多少。 含油浓度C(mg/l)：指1克岩石样品中被正己烷试剂萃取出的原油物质的含量；是由荧光强度（INT）派生的参数，C=a*INT±b，（其中a、b均为经验常数）。 荧光系列对比级别n[2]：反映1克样品中含油荧光级别的高低；是由含烃浓度（C）派生的参数。n=15-(4-LogC)/0.301 油性指数R[3]：发射波长350nm～500nm最大荧光强度与发射波长200nm～350nm最大荧光强度之比，即R＝INT(350～500nm) / INT (200～350nm)。 最佳激发波长、最佳发射波长：是指获得最大荧光强度INTmax所对应的激发波长和发射波长，最佳激发波长和最佳发射波长可以反映不同油种及不同添加剂的各自特性。 2?三维荧光录井图谱的表现形式 2.1?三维图谱 三维图谱是一种直观的三维立体投影图，空间坐标X、Y、Z轴分别表示发射波长、激发波长和荧光强度（图2左）。从图上容易观察到荧光峰的位置和高度以及荧光光谱的某些特征，可作为一种有价值的光谱指纹技术。但不易提取任何激发－发射波长对所对应的荧光强度信息。 2.2?等值图谱 以平面坐标的横轴表示发射波长，纵轴表示激发波长，平面上的点即表示由两个波长所决定的荧光强度。将荧光强度相等的各个点连接起来，便在Em－Ex构成的平面上显示了由一系列等强度线组成的等值图谱（图2右）。该图谱能获得较多的信息，容易体现出与普通的激发图谱、发射图谱的关系。 2.3发射图谱 采用激发波长激发后检测一定范围发射波长段不同波长所对应的荧光强度，然后记录荧光强度对发射波长的关系曲线，所得到的图谱即称为发射图谱。二维荧光录井就是采用固定激发波长Ex＝254nm时测得的发射图谱，即Em-INT图谱。图3是提取某样品在激发波长为300nm、350nm和400nm时产生的发射图谱。 2.4?激发图谱 荧光物质的激发图谱是指采用不同的激发波长激发而引起物质发射某一波长荧光的相对效率。也就是固定发射波长，改变激发波长，所得的荧光强度与激发波长的关系曲线即为激发图谱，即Ex-INT图谱。图4是提取某样品在发射波长为320nm、370nm和420nm时产生的激发图谱。 2.5?密集椭圆 ??? 对于等值图存在一个以（Ex1, Em1）为中心的椭圆（图5红色区域），这一椭圆称之为对应于一个已知分布的密集椭圆。一个二维域上分布所对应的密集椭圆反映了