熒光掃描術在石油勘探開發中的應用

王國鈞

摘 要：經濟的快速發展離不開石油這一“工業的血液”，做好我國石油資源的勘探與開采是確保我國經濟發展與國家安全的重要一環。在石油的勘探過程中可以通過對巖屑進行熒光掃描錄井技術對井下油氣含量進行定性檢測，提高石油錄井的可靠性與準確性。巖屑熒光掃描油氣檢測技術首先通過對巖屑進行掃描成像，而后再繼續對巖屑進行熒光圖像處理，從而使得巖屑中的烴類物質的熒光特性得以顯示可識別性，通過對圖像中所顯現的熒光面積進行測算從而實現對巖屑中所含有的烴類物質進行定量化界定的一種技術，并通過對測量后的數據進行統計分析，從而得出一定的原油產液預測。

關鍵詞：熒光掃描法；烴類物質；圖像處理；巖屑成像

中圖分類號：O657 文獻標識碼：A

隨著經濟的發展以及對石油資源需求的不斷增加，傳統的油氣評價模式存在錄井、測井評價與測試結果相差較大的問題，為改善這一問題提高錄井、測井評價與測試結果的匹配度，通過采用對現場巖屑熒光錄井進行定量化可以將以往對于巖屑的熒光顏色和面積的定性描述改變為定量描述。

1.熒光掃描法的技術簡介

熒光掃描分析技術已經廣泛應用于生物、化學、醫藥等多個的領域，同時熒光掃描法也在石油勘探領域的應用取得了長足的進步。石油中主要是由芳香烴族化合物和共軛雙鍵化合物等會呈現出熒光的特性，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，但是其都會發出具有特定的熒光光譜，因此在石油樣本的測定中使用相同的激勵條件會呈現具有物質特性的光譜強度、顏色等特征，通過對這些特征進行分析可以對巖屑中的原油含量、特性等進行判斷。對于所測得的熒光光譜的強度等主要與巖屑中所含有原油的濃度密切相關。此外，原油所處的環境也會對熒光的強度產生一定程度的影響。原油的熒光的主要物質是芳香烴化合物，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石油樣本進行掃描的過程中受到各種因素的影響會使得熒光峰與熒光的強度產生一定強度的影響，原油所產生的熒光光譜是由飽和烴、芳烴以及瀝青等幾種物質所產生的熒光的綜合的結果，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中的應用

由于原油中所含熒光物質的不同會使得其在熒光掃描的過程中呈現出不同的光譜特性，在使用石油熒光法對石油檢測中需要對石油中的吸收、激發光譜等進行確定以便對熒光檢測中的激發波長及熒光檢測波長進行相應的測定。通過在實驗室中對石油樣本進行測定發現當熒光發射波長在360nm時，石油熒光檢測會呈現出兩個激發峰值，而當熒光發射波長在460nm時，石油的激發峰值波長呈現在360nm附近，通過試驗測定，石油會呈現出較寬的吸收光譜。熒光掃描法主要是通過選定合適的激發波長對石油樣本進行掃描通過對石油樣本所呈現出的熒光強度和熒光發射波長之間數據進行記錄分析，從而得出最佳的激發波長。其中，盡管不同的石油樣品會在熒光強度上有所差異，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。

通過試驗表明，原油性質以及原油含量的不同會使得原油的產生的熒光光譜特征產生較大的差異，因此，可以使用原油的熒光光譜特征來對原油樣本中所含有的原油的性質以及含量等進行相應的測定。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其進行掃描監測的方法，此種方法應用于一些能夠在溶劑并能產生強熒光的一些物質多用于對含水較高的油井進行樣本檢測，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熒光染料進行熒光光譜特征進行檢測分析從而得到原油溶液特征的一種檢測方法。此種方法在分析流動的原油和水的跟蹤檢測中可以取得較為良好的效果。在對油井井下進行檢測的過程中為規避井下復雜環境對于檢測所造成的影響，井下檢測應當使用光纖傳感器來對井下物質進行檢測，相較于傳統的傳感器，光纖傳感器在信號接收的強度上具有較大的優勢，此外其在小型化和抗干擾性以及測量結果的靈敏性方面都具有較強的優勢。

以某高含水油井為例來說明熒光掃描法在其中的應用，高含水油井由于含水率較高因此在井下多呈現出泡狀流動的特性，呈泡狀的油介質濃度較高時會導致熒光檢測時的熒光檢測不足，同時油滴周圍的水介質所呈現出的熒光性。在使用熒光掃描法對其進行檢測時可以使用多探針檢測對原油油井中的持率進行相應的檢測。在使用檢測探針對其進行檢測的過程中檢測探針將檢測到的熒光強度由光信號轉換為電信號從而對油井中的流體介質的分布特性以及測量探針周邊的持水率進行相應的測定。此外使用熒光掃描法還能夠對油水流速進行相應的測定，能夠溶于原油中的熒光物質可以作為井下流體的熒光特性示蹤劑，通過對溶于水中的熒光示蹤劑進行測定，檢測其熒光強度的變化規律，從而實現對于井下油或水等物質的流速的測定，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，在能夠跟隨井下流體進行運動的同時不能與井下流體發生反應，且不具有較強的揮發性。現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則對于激勵波長的選擇上可以選擇546.1nm的波長，從而在熒光的檢測中獲得580nm～620nm的檢測波長，通過對流體中的若丹明-B的熒光的強度變化進行檢測來反應流體中的流速的變化。

結語

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

參考文獻

[1]雍克嵐，呂敬慈.化石燃料演變與可變角掃描熒光光譜特征變化的關系[J].石油勘探與開發，1999（3）：36-38.

[2]清洲，侯鏡德.反射式三維全掃描熒光法在石油勘探中的應用[J].分析化學，1996（4）：436-439.

[3]何曉媛，石金輝，辛海虹.南海區平臺石油的特征熒光光譜分析[J].海洋環境科學，2004，23（4）：60-63.