三维定量荧光录井技术探讨

吴邹芳

摘要：在油气的勘探开发过程中，录井技术是发现和评价油气藏最直接有效的方法。荧光录井技术则能及时提示工作人员对油气的重点层段进行处理并帮助确定油气显示，在油气的勘探开发过程中对现场施工起到重要的指导作用。随着二维定量荧光录井技术的逐渐成熟和完善，三维定量荧光录井技术同样获得了长足发展，在油气的勘探开发过程中发挥出越来越重要的作用。

关键词：三维；定量荧光录井技术；发展

前言

三维定量荧光录井技术具有更高的灵敏度和检测上限，具有激发波长和发射波长的任意选择性，具有更多的图谱表现形式和更丰富的参数信息，在发现油气显示、识别真假油气显示和判别原油性质方面具有独特的技术优势，必然获得更加广泛的应用前景。

1基本原理及主要分析参数

1.1基本原理

原油所含的芳香烃中存在共轭π键，当其吸收电磁辐射能后，会干扰芳香烃内部的电子结构而使之处于受激发的状态；当其恢复原始状态时，将以发射荧光的形式释放过剩的能量。荧光录井就是利用石油发光这一特性，根据不同原油样品在紫外光照射下的颜色及亮度不同来反映原油性质以及储集层的流体类型，即根据发光的颜色可测定石油的组成成分，根据荧光的亮度可测定石油的含量。

1.2主要分析参数

荧光波长（λ）：在紫外线照射下，被检测样品中烃类物质所发射光的波长，反映的是原油样品中不同烃类物质的出峰位置。一般情况下发射波长在300～340nm为轻质油成分，340～370nm为中质油成分，大于370nm为重质油成分。荧光强度（F）：在紫外线照射下，被检测样品中烃类物质所发射光的最高峰值，反映的是被检测样品中烃类物质的多少，即同一原油样品中不同组分含量的高低。含油质量浓度（C）：单位样品中被萃取剂取出的烃类物质的含量，反映的是被检测样品中的含油丰度（单位：mg/L）。现场实际操作中，通常用相当油含量（C′）表示，该参数为根据标定拟合曲线公式和稀释倍数的乘积计算出的被测物质原油质量浓度（单位：mg/L）。

1.3功能特点

三维定量荧光录井仪器涵盖了一维和二维荧光检测仪的全部功能，不仅能够进行固定激发和发射波长的单点定量荧光测试，或者固定激发波长扫描二维发射光谱或者固定接收波长扫描二维激发光谱，而且还能同时改变激发和发射波长来进行同步的荧光光谱及三维荧光光谱的扫描测试。三维定量荧光录井技术检测结果中的三维荧光指纹图不仅可以定性地确定油源、油质的轻重以及油品的好坏，同时还能进行油气水层的判别。且在目前所有的荧光检测仪器当中，三维荧光检测仪是最精密最先进的。

1.4技术分析

与常规荧光录井技术和二维定量荧光录井技术相比，三维定量荧光录井技术具有下述特点：首先，三维定量荧光录井技术的激发波长和发射接收波长均为200～800nm，包含有不同油质和添加剂的最佳发射波长和接收波长，在保证轻油质不易漏失的同时还能充分区分添加剂的荧光干扰；其次，三维定量荧光录井技术能够将荧光灵敏度提升十到三十五倍，此外，传统的荧光录井技术使用四氯化碳或氯仿对原油存在猝灭问题，而新技术使用正己烷作萃取剂则很好地解决了这一问题；再次，三维定量荧光录井技术的立体图谱和指纹图谱能够全面直观地反映出不同油质和泥浆添加剂的荧光特征，其形成的三维立体图能够以不同的颜色来区分样品在不同波长下的荧光强度，而指纹图又能直观区分出各种油质和泥浆添加剂。

2三维定量荧光技术的进步

（1）三维荧光录井软件在二维荧光软件的基础上添加了图谱积分、图谱对比和图谱文本的输出功能，且能够根据需要选择二维检测模式，功能显得更加灵活和综合。（2）二维荧光仪的激发波长最大值为254nm，适合轻质油的检测工作，但对中质油、重质油和钻井液添加剂的检测来说达不到最佳激发波长。由于激发荧光物质达不到最佳效果，二维荧光仪在识别钻井液添加剂污染和判断真假油气等方面尚有不足，而荧光激发波长为200～800nm的三维荧光技术则在一定程度上弥补了这方面的不足。（3）二维荧光图谱为平面曲线图谱，而三维荧光图谱则包括三维立体图谱和指纹图谱，能够直观反映样品荧光的全部特征，不仅如此，在三维立体图中还可以根据具体需要提取出不同波长的二维平面曲线图谱。

3三维定量荧光录井技术在油气勘探中的应用

3.1三维定量荧光录井技术能够及时发现油气显示

三维定量荧光录井技术能够有效辨别并揭示肉眼无法观测到的油气显示，并能够准确地测定其强度值，在发现微弱油气显示的方面具有明显优势。另外，常规的荧光录井方法由于很难准确判别岩屑中的轻油质显示而造成漏失油气显示，而三维定量荧光录井技术则可以准确揭示轻油质并测定其强度值。

3.2三维定量荧光录井技术能够有效识别真假油气显示

在钻井施工过程中，为了保护油气层、提高钻井机械效率和防止钻井安全事故的发生，钻井液中往往添加了大量有机添加剂，如原油、柴油、润滑剂、解卡剂和堵漏剂等，这些添加剂直接影响到现场地质录井资料的准确性。三维定量荧光录井技术可以通过立体图和指纹图的差减来扣除添加剂或混油的影响，从而形象地还原地层显示的真实面目，进而达到正确识别真假油气显示以及准确评价油气层的目的。

3.3三维定量荧光录井技术能够进行原油性质的判别

三维定量荧光录井技术能够在较宽的激发波长范围内对样品进行全方位扫描，故其在选择性、灵敏度和所获信息量等方面都远远超过了常规荧光测试技术的水平，且三维荧光的扫描谱图能够全面展示样品的所有荧光信息，并体现样品成分和组成等方面的细微特征，所以它能够很好地进行原油性质的判别。

4几点建议

用好三维定量荧光录井技术，还有很多工作需要深入開展，笔者认为，以下几个方面需要继续研究和攻关：（1）深入分析影响三维荧光录井技术的因素，寻找解决办法，力求将分析误差降到最低。（2）继续探讨三维荧光录井技术的优势和局限性，为有效地应用该技术提供指导，力求发挥该技术的最佳效果。（3）提取三维荧光图谱中各特征参数，寻找各参数之间的相关性，提高综合解释符合率。（4）将三维荧光录井资料和核磁共振物性资料、地化资料结合起来，建立综合解释方案，提高解释精度。（5）将三维荧光技术和轻烃分析技术相结合，有效评价水淹层。（6）延伸应用三维荧光录井资料，利用三维荧光图谱揭示地层中芳烃组分组成特征，为油气演化、运移及油源评价研究提供重要信息。（7）结合油田实际及用户要求，不断修订软件，提高录井现场的智能化程度，减少人工读取信息，全部实现特征参数软件自动提取，降低人为的随意性给资料准确性带来的影响。总之，三维荧光录井技术的推广应用需要各位同仁共同努力，集思广益，深入探索，逐步提高，使该技术在石油勘探开发中发挥更大的作用。

结论

三维定量荧光录井技术在油田原油性质识别与储集层流体性质解释评价方面均取得了较好的应用效果。利用油田不同性质原油样品分析的最佳激发波长、最佳发射波长和井壁取心岩心样品分析的油性指数建立了原油性质识别的标准；以井壁取心岩心样品分析的对比级别与油性指数为交会分析参数，建立了三维定量荧光录井储集层流体性质初步解释评价图板，将该图板的解释评价结果与其他录井资料相结合，可实现储集层流体性质的准确评价。

参考文献

[1]郭书生，杨红君，廖茂林，陈现军，陈春涌.三维定量荧光录井技术在琼东南盆地陵水凹陷气层评价中的应用[J].录井工程，2015，26（03）：51-53+58+106-107.

[2]王英胜，毛敏.三维定量荧光录井技术在海上油气发现中的应用[J].化工管理，2014（21）：105-106.

[3]燕子杰，滕玉明，何道勇.三维荧光录井技术在胜利油田油质判识中的应用[J].石油地质与工程，2008（01）：34-36+15.

（作者单位：中石化华北石油工程有限公司录井分公司）