三维定量荧光技术学习交流

三维定量荧光技术学习交流第一页，共119页。一、前言二、定量荧光录井的基本原理三、定量荧光分析仪器介绍四、三维定量荧光仪分析工作流程五、定量荧光录井参数及意义六、影响定量荧光录井的因素七、定量荧光录井技术的现场应用目录目录2第二页，共119页。石油的荧光性石油及其大部分产品，除轻汽油和石蜡外，无论其本身或溶于有机溶剂中，在紫外光照射下均可发光，称为荧光。由于石油具有荧光的特性，国外地质学家于20世纪30年代将荧光检测技术应用于钻井现场，对钻井中返出岩屑进行紫外光照，以了解地层岩屑是否含油，从而判断地层的生油及储藏特性。常规荧光检测技术作为地质录井技术的一种方法，是在现场将岩屑样品放入暗箱中通过紫外灯照射，用肉眼观察记录岩屑的荧光现象（颜色和级别）。前言3第三页，共119页。常规荧光灯是用波长365nm的紫外光照射石油，不能充分激发轻质油的荧光。用肉眼观察只能看到波长＞410nm的可见光，而轻质油、煤成油、凝析油发出的荧光波长为小于400nm的不可见光，因此常规荧光检测方法观察不到，容易漏掉轻质油、煤成油和凝析油显示层。前言常规荧光录井的局限性轻质油不可见光定量荧光录井仪与普通荧光仪荧光波长对比图4第四页，共119页。前言常规荧光录井用氯仿或四氯化碳浸泡进行系列对比，而氯仿对人体健康有害，四氯化碳则对荧光有猝灭作用，会降低仪器检测的灵敏度，不是理想的荧光试剂。常规荧光录井不能消除泥浆中荧光类有机添加剂的荧光干扰，在特殊施工井中影响地质资料的准确录取。常规荧光用肉眼观察和描述，人为影响因素太大。原油中紫外线照射下的发光物质芳香烃类别激发波长发射（接收）波长（苯）单环265280-290（萘）双环265310-3203-4环芳烃265340-3805环以上稠芳烃265>400常规荧光录井的局限性5第五页，共119页。前言定量荧光技术现状根据检测硬件的发展过程，荧光录井技术的发展历程具体可分为以下两个阶段：

1、定性观测阶段（50年代至今,使用常规荧光检测仪）

2、定量分析阶段（90年代至今,使用定量荧光检测仪）其中，定量荧光检测仪因测试性能的差异又可分为二维和三维（单波长激发、多点激发）荧光检测仪。6第六页，共119页。一、前言二、定量荧光录井的基本原理三、定量荧光分析仪器介绍四、三维定量荧光仪分析工作流程五、定量荧光录井参数及意义六、影响定量荧光录井的因素七、定量荧光录井技术的现场应用目录目录7第七页，共119页。当紫外光照射到某些物质的时候，这些物质会发射出各种颜色和不同强度的光，而当紫外光停止照射时，这种光线也随之很快消失，这种光线称为荧光。物质的荧光是指该物质在紫外光照射下，电子由基态吸收能量跃迁至激发态，再由激发态释放能量回到基态的反复过程，此时所释放的能量即以荧光的形式表现出来。二定量荧光录井的基本原理1、原油荧光产生的机理激发波长释放能量接收波长8第八页，共119页。根据朗伯－比尔定律，荧光物质在较低浓度下（可测浓度下），荧光强度与发光物质的浓度成正比：Int－荧光强度；IO－激发光强度；Φr－荧光相对效率；ε－荧光分子摩尔吸光系数；L－被检测溶液的通路长度；C－能发出荧光分子的浓度。就荧光分析而言，对于某一特定分子，由于荧光分析仪用的Io和L值是固定的，所以荧光强度F变化只与混合物的浓度C有关，荧光强度与混合浓度成比例变化。2、荧光强度的计算二定量荧光录井的基本原理9第九页，共119页。二定量荧光录井的基本原理3、定量荧光光谱荧光光谱表示在所发射的荧光中各种波长组份的组成及其相对强度。荧光光谱可用于鉴别荧光物质，并作为在荧光测定时选择适当的测定波长和滤光片的根据。使激发光的波长保持不变，而让荧光物质所产生的荧光通过发射光滤波器后照射于检测器上，扫描发射光滤波器并检测各种波长下相应的荧光强度。然后通过记录仪记录荧光强度对发射波长的关系曲线，所得到的图谱称为二维荧光光谱。最佳接收波长360最佳激发波长10第十页，共119页。二定量荧光录井的基本原理3、定量荧光光谱将激发光的波长做程序性改变，而让荧光物质所产生的荧光通过发射光滤波器后照射于检测器上，在各个激发光的波长下，扫描发射光滤波器并检测各种波长下相应的荧光强度。然后通过记录仪记录荧光强度对发射波长的关系曲线，即可得到激发光波长－发射光波长－荧光强度的三维荧光光谱图。11第十一页，共119页。二定量荧光录井的基本原理3、定量荧光光谱轻质油中质油重质油

由于不同油质的原油中所含的荧光物质（烃类）具有不同的激发和发射波长，其反映在荧光图谱中的表现为：不同油质原油在图谱中的最大荧光强度值所在的波长区间不同。样品的荧光图谱中最大荧光强度值所对应的峰即称为该样品的特征峰。12第十二页，共119页。通过对比图谱特征，得到三种油质原油图谱所对应的主峰波长范围如下：轻质成分主峰在Ex290nm～Ex310nm，Em330nm～Em350nm之间；中质成分主峰在Ex340nm～Ex350nm，Em374nm～Em384nm之间；重质成分主峰在Ex380nm～Ex390nm，Em409nm～Em427nm之间。二定量荧光录井的基本原理3、定量荧光光谱轻质油中质油重质油

13第十三页，共119页。二定量荧光录井的基本原理3、定量荧光光谱轻—重质油次峰主峰中—重质油次峰主峰当一种原油样品中含有不同油质的荧光物质时，其图谱会表现出多峰位特征。图谱中最大荧光强度对应的峰位（即颜色暖，峰宽较宽的峰）为图谱主峰，另一峰位（颜色较冷，峰宽较窄的峰）为图谱的次峰。14第十四页，共119页。TK7205YT2-21TK925AT13S70TP242HS216TH12434HYQ5-4中质峰位Ex340/Em384重质峰位Ex380/Em421中质峰位Ex350/Em384重质峰位Ex390/E423中质峰位Ex350/Em384重质峰位Ex390/Em419中质峰位Ex340/Em377重质峰位Ex390/Em419中质峰位Ex350/Em384重质峰位Ex390/E413中质峰位Ex340/Em384重质峰位Ex390/E419中质峰位Ex340/Em384重质峰位Ex390/Em417中质峰位Ex340/Em384重质峰位Ex390/Em427中质峰位Ex350/Em384重质峰位Ex380/E40915第十五页，共119页。一、前言二、定量荧光录井的基本原理三、定量荧光分析仪器介绍四、三维定量荧光仪分析工作流程五、定量荧光录井参数及意义六、影响定量荧光录井的因素七、定量荧光录井技术的现场应用目录目录16第十六页，共119页。三定量荧光分析仪器介绍

为解决常规荧光录井的不足，在90年代初由美国德士古石油公司率先开发了QFT定量荧光分析仪，90年代末期，北京石油勘探开发科学研究院、北京中石油技术公司、上海三科仪器有限公司联合研制了中国首台OFA-I型石油定量荧光分析仪，之后又相继研制了OFA-II、III

、OFA-3DI型石油定量荧光分析仪,并开发了相应的软件操作系统，该仪器在全国石油系统得到广泛应用，展示了可喜的发展前景。

该仪器采用的方法是借助仪器来实现荧光数据的检测和分析，根据荧光强度与石油浓度成正比的关系，来绘制随井深变化的石油浓度荧光录井图,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，可识别荧光波长在340nm以下的轻质油；可消除钻井液添加剂的荧光干扰。OFA-3DI型定量荧光分析仪主机系统OFA-II、III型定量荧光分析仪主机系统1、定量荧光仪器17第十七页，共119页。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允许一种波长的光通过，连续转动不同波长的光连续通过，照射到样品池，样品池中的荧光物质吸收激发光后而发射荧光。照射于光电倍增管上，此管把光信号转换成电信号，然后送至计算机迸行处理，以数字显示或图谱打印的方式提供给用户。灯源氙灯EX处理样品池EM分光检测器信号处理输出计算机样品室三维定量荧光仪三定量荧光分析仪器介绍2、仪器工作原理18第十八页，共119页。三定量荧光分析仪器介绍2、仪器工作原理三维定量荧光检测是在二维检测的基础上实现的。其分析作业程序与二维荧光检测类似，不同之处在于激发光的程序步进控制，可使激发光在200－800nm的范围内以设定的步长连续对样品进行扫描。19第十九页，共119页。三定量荧光分析仪器介绍3、仪器技术指标OFA-3DI型石油荧光分析仪技术指标1、光源：150W氙灯2、波长测定范围：激发波长(EX）200nm-800nm

发射波长(EM）200nm-800nm3、光谱带宽：激发10nm；发射10nm；4、波长准确度:±2nm5、波长重复性：≤1nm6、扫描速度：快；中；慢。7、灵敏度：1－100可选。8、最小浓度检测：0.01mg/L9、电源220V±22V、50Hz+1Hz;额定功率300W10、主机尺寸：长610mm、宽610mm、高270mm11、主机重量：55kg20第二十页，共119页。三定量荧光分析仪器介绍

硬件：OFA-3DI型荧光分析仪高性能计算机喷墨打印机软件：WindowsXP系统

OFA-3DI联机采集分析软件荧光分析油气解释评价系统软件过程：1）开机预热

2）联机3）分析配制的样品4、仪器硬件配置21第二十一页，共119页。一、前言二、定量荧光录井的基本原理三、定量荧光分析仪器介绍四、三维定量荧光仪分析工作流程五、定量荧光录井参数及意义六、影响定量荧光录井的因素七、定量荧光录井技术的现场应用目录目录22第二十二页，共119页。标准油样钻井液添加剂钻井液岩屑井壁取心钻井取心现场共分析六种样品四三维定量荧光仪分析工作流程1、仪器分析对象23第二十三页，共119页。四三维定量荧光仪分析工作流程2、取样原则及要求岩屑分析：1、取样间距按钻井地质设计要求执行。2、结合钻时、气测等录井资料，选取具有代表性的岩样。钻井液分析：1、对待入井的添加剂进行逐一取样分析。2、正常录井过程中钻井液每100m取样分析一次，异常井段加密取样。井壁取心分析：砂岩及特殊岩性样品逐一取样分析。岩心分析：砂岩及特殊岩性的岩心10cm取样分析一次，非储层岩心每20cm取样分析一次。24第二十四页，共119页。四三维定量荧光仪分析工作流程3、现场预备工作1、对地质、工程相关情况的了解在一个新井进行荧光录井之前，担任此项工作的人员一定要对本井的地质设计有关章节进行认真细致的阅读，以了解地质对荧光录井工作的要求、录井过程中应该注意的重点井段及地层层段，同时也要对工程设计有一定了解。2、对泥浆体系及所用泥浆材料的了解重点要放在所采用的泥浆体系、所用的各种泥浆添加剂名称及在泥浆中所起的大致作用，必要的时候要对每种泥浆添加剂进行荧光图谱扫描，以全面掌握它们各自的荧光特性。3、背景值的确定泥浆中未加入含荧光的泥浆添加剂的井，录井时直接用正己烷作背景；泥浆中加入了含荧光的泥浆添加剂的井，背景值的选定则要视情况而定。下面分别叙述：打开显示层后，若泥浆中有荧光添加剂时，取上部井段没有显示的白砂子，将白砂子用当前泥浆浸泡一个迟到时间，将白砂子洗净擦干后称取1克放入试管加正己烷5毫升浸泡30分钟后，扫描所得的图谱即为正式样的背景值。每次当泥浆中加入对荧光录井影响大的添加剂时，在泥浆循环两周后，应立即重测当前井深的岩样的荧光，并重新确定背景值。25第二十五页，共119页。配置标准油样钻井液变化情况入井添加剂情况标定仪器储层评定观察分析图谱及数据输出样品图谱确定背景岩屑变化情况四三维定量荧光仪分析工作流程4、仪器分析流程26第二十六页，共119页。四三维定量荧光仪分析工作流程4.1、标准油样配制⑴取5个干净试管，分别贴上1、2、3、4、5、标签，放在试管上待用；⑵用万分之一的天平称取临井原油0.010g放入1号试管中，加正己烷至10ml浸泡15分钟左右让其完全溶解，1号试管中的溶液浓度为1000mg/l（或参照后面标准油样的制备方法）⑶自试管1中用微量取液器取50ul溶液加入试管2中，再加正己烷至10ml摇匀，2号试管中溶液的浓度为5mg/l；⑷自试管1中用微量取液器取100ul溶液加入试管3中，再加正己烷至10ml摇匀，3号试管中溶液的浓度为10mg/l⑸自试管1中用微量取液器取150ul溶液加入试管4中，再加正己烷至10ml摇匀，4号试管中溶液的浓度为15mg/l⑹自试管1中用微量取液器取200ul溶液加入试管5中，再加正己烷至10ml摇匀，5号试管中溶液的浓度为20mg/l27第二十七页，共119页。四三维定量荧光仪分析工作流程4.1、标准油样配制28第二十八页，共119页。四三维定量荧光仪分析工作流程4.2、标准油样标定含油浓度灵敏度荧光强度不高于300样品名称稀释倍数29第二十九页，共119页。四三维定量荧光仪分析工作流程4.2、标准油样标定30第三十页，共119页。四三维定量荧光仪分析工作流程4.2、标准油样标定次峰标定公式主峰标定公式31第三十一页，共119页。四三维定量荧光仪分析工作流程4.3、添加剂样品配制32CMC-LVCXA-1CXB-1DBF-2HF-YJJMC-132第三十二页，共119页。四三维定量荧光仪分析工作流程4.3、添加剂样品配制钻井液添加剂样品光谱特征与影响程度添

加

剂代

号主

峰次

峰浓

度影

响

程

度羟甲基纤维素-高粘CMC-HV501/486/111.8无200g/L无羟甲基纤维素-低粘CMC-LV370/401/241.1无200g/L弱微凝胶高温高压降失剂CXA-1340/382/344.1390/417/342.7200g/L较弱-CXB-1310/349/91.9无200g/L很弱高分子包被剂DBF-2330/370/17.9390/400/14.820mg/L较强钻井液用无铬木质素高效稀释剂GMP-3380/384/30.2无200g/L弱聚丙乙烯酰油基泥浆胶体结构剂HF-YJJ300/330/159.8无200g/L较强聚丙烯酸钾K-PAM310/372/62.5无200g/L弱抗温抗盐降滤失剂MC-1390/420/570.3无10g/L强铵盐NH4PAN370/406/151.3无200g/L较弱磺甲基沥青SAS380/414/263.7330/369/257.820mg/L极强磺甲基褐煤SMC330/363/568.2390/417/249.120g/L强磺甲基酚醛树脂SMP-2360/390/515.9300/330/474.6200g/L强乳化剂Span-8390/402/599.4390/451/306.51g/L极强无荧光润滑剂WFT-666330/364/577.3385/416/245.7200g/L强油基降滤失剂-380/407/862.4无1g/L极强33第三十三页，共119页。四三维定量荧光仪分析工作流程4.4、岩屑及钻井液样品配制称量岩屑清洗岩屑样品萃取二次分析入样品池入比色皿34第三十四页，共119页。四三维定量荧光仪分析工作流程4.4、岩屑及钻井液样品配制（1）样品处理①样品用清水漂洗，并用滤纸吸干。②储集层样品称取1000×（1±0.02）mg。③将样品倒入干净的试管中，加入5ml的正己烷。④轻轻摇动试管，静置20min～30min。（2）样品分析①将一次样品直接进行分析，若分析曲线超过记录范围，则将一次样品稀释至记录范围之内，并记录稀释倍数。②含油（即样品在荧光及以上含油级别的）样品应进行二次分析，二次分析操作与正常分析过程相同；二次分析样品的稀释倍数应与一次分析相同。35第三十五页，共119页。四三维定量荧光仪分析工作流程4.4、岩屑及钻井液样品配制一次分析二次分析超过测量范围36第三十六页，共119页。四三维定量荧光仪分析工作流程4.4、岩屑及钻井液样品配制（2）样品分析③填写分析记录。④录井过程中，每连续工作24h应对仪器进行一次稳定性检测。⑤钻井液添加剂样品只作一次分析，其分析过程同岩样的一次分析。⑥对于岩样的一次分析图谱曲线，选取相同稀释倍数的钻井液背景曲线进行背景值扣除。⑦打印分析数据、谱图。⑧资料处理解释。37第三十七页，共119页。一、前言二、定量荧光录井的基本原理三、定量荧光分析仪器介绍四、三维定量荧光仪分析工作流程五、定量荧光录井参数及意义六、影响定量荧光录井的因素七、定量荧光录井技术的现场应用目录目录38第三十八页，共119页。五定量荧光录井参数及意义1、定量荧光参数（1）原油荧光波长（λ）：原油中荧光物质所发射荧光所对应的波长；其所反映的为原油中组成成份的不同，单位(nm)。（2）原油荧光强度(F)：原油中荧光物质所发射荧光的强弱，原油荧光强度极大值用INT表示；其所反映的为同一原油样品中不同组成成份含量的高低。在分析图谱中，对应波长小于330nm的轻质油和波长在330nm～380nm之间的中质油分别选取荧光强度极大值INT和对应波长λ。一次分析参数分别记为：

λ0、INT0（波长小于330nm）；

λ1、INT1（波长330nm～380nm）。二次分析参数分别记为：

λ10、INT10（波长小于330nm）；

λ11、INT11（波长330nm～380nm）39第三十九页，共119页。五定量荧光录井参数及物理意义1、定量荧光参数（3）相当油含量（C）：也称样品含油浓度。是个派生参数，它指单位样品中荧光物质相当于原油的量；其所反映的为被测样品中的含油丰度，单位(mg/l)。按照本井工作曲线方程和一次分析、二次分析结果，分别求取一次分析含油浓度和二次分析含油浓度。含油浓度C＝C1+C2

式中：C----样品含油浓度，单位为毫克每升（mg/L）；C1----样品一次分析含油浓度，单位为毫克每升（mg/L）；C２----样品二次分析含油浓度，单位为毫克每升（mg/L）。（4）油性指数（Oc）：是个派生参数，指原油样品中不同荧光物质荧光强度的比值，其所反映的为该原油样品不同原油成分的含量，代表着原油密度，反映原油性质。40第四十页，共119页。

二维油性指数（Oc）=F2/F1或F3/F1式中：F1为二维定量荧光图谱中轻质油出峰位置的荧光强度；F2为二维定量荧光图谱中中质油出峰位置的荧光强度；F3为二维定量荧光图谱中重质油出峰位置的荧光强度。F1F2F3五定量荧光录井参数及意义1、定量荧光参数41第四十一页，共119页。三维油性指数（Oc）=f2/f1或f3/f1式中：f1为二维定量荧光图谱中轻质油出峰位置的荧光强度；f2为二维定量荧光图谱中中质油出峰位置的荧光强度；f3为二维定量荧光图谱中重质油出峰位置的荧光强度。F1F2F3f3f2f1五定量荧光录井参数及物理意义1、定量荧光参数42第四十二页，共119页。

根据整理塔河油田原油的三维定量荧光图谱，按照图谱的主峰特征划分为三种不同油质，与其计算出的油性指数进行对比，得到三种不同油质原油的油性指数范围：轻质油油性指数：1＜Oc＜1.4；中质油油性指数：1.4＜Oc＜1.7；重质油油性指数：Oc＞1.7。F1F2F3f3f2f1五定量荧光录井参数及意义1、定量荧光参数43第四十三页，共119页。五定量荧光录井参数及意义1、定量荧光参数（5）

二次分析指数（Ic）：是个派生参数，指原油样品一次分析含油浓度与样品含油浓度的比值。二次分析指数计算Ic＝C1/C式中：Ic----二次分析指数，无量纲；C1----样品一次分析含油浓度，单位为毫克每升（mg/L）；C----样品含油浓度，单位为毫克每升（mg/L）。（6）荧光对比级(N)：是个派生参数，指单位样品中含有的荧光物质所对应的荧光系列对比级别。N=15-（4-lgC）/0.301式中：C＝n＊C′C—被测样品的当量原油浓度，mg/lC′—被测样品稀释后仪器检测的当量原油浓度，mg/ln—稀释倍数N—荧光显示级别44第四十四页，共119页。五定量荧光录井参数及意义2、定量荧光参数的意义含油浓度范围10-4040-300300-12501250-30003000-5000>5000对比级别5-77-1010-1212-13.313.3-14>14显示级别荧光油迹油斑油浸富含油饱含油含油浓度、对比级别、显示级别关系波长范围含油浓度（mg/l）荧光级别(n)二次分析指数(Ic)解释结论符合标准油样300-125010-12Ic>0.5油气层40-3007-100.2<Ic<0.5差油层或油水层10-40n<7Ic<0.2干层定量荧光解释评价参数45第四十五页，共119页。一、前言二、定量荧光录井的基本原理三、定量荧光分析仪器介绍四、三维定量荧光仪分析工作流程五、定量荧光录井参数及意义六、影响定量荧光录井的因素七、定量荧光录井技术的现场应用目录目录46第四十六页，共119页。荧光物质在较低浓度下（可测浓度下），荧光强度与发荧光物质的浓度成正比，当物质的浓度增高到一定值以后，就不再符合这个规律。六影响定量荧光录井的因素1、荧光物质的猝灭现象47第四十七页，共119页。荧光猝灭，广义地说，指的是任何可使某种给定荧光物质的荧光强度下降的作用，或任何可使荧光量子产率降低的作用。狭义地说，荧光猝灭指的是荧光物质分子与溶剂分子或溶质分子之间所发生的导致荧光强度下降的物理或化学作用过程。六影响定量荧光录井的因素1、荧光物质的猝灭现象48第四十八页，共119页。由于不同荧光物质具有的抑制浓度、猝灭浓度不同，会造成原油样品的图谱特征发生改变。646511608513362385不可测927六影响定量荧光录井的因素1、荧光物质的猝灭现象49第四十九页，共119页。六影响定量荧光录井的因素2、不同荧光物质的混合S70+AT1340mg/LAT13井原油40mg/LS70井原油40mg/L

油质相似的原油一比一混合样品指纹谱图形态变化极不明显，可以通过样品参数的相关性来定量化对比。50第五十页，共119页。根据原油样品特征峰出峰位置确定该样品的特征数据范围，提取范围内的各激发、接收波长上的荧光强度值作为分析数据。六影响定量荧光录井的因素2、不同荧光物质的混合51第五十一页，共119页。六影响定量荧光录井的因素2、不同荧光物质的混合二维曲线三维曲线52第五十二页，共119页。不同荧光物质混合后，混合样品的荧光强度与样品浓度变化无线性关系，荧光强度发生非线性叠加，对荧光录井造成影响。六影响定量荧光录井的因素2、不同荧光物质的混合53第五十三页，共119页。从相关性分析结果可以看出，两种样品混合后，与混合前单一样品的相关性均较差。说明两种样品中所含荧光物质的荧光强度为非线性叠加。六影响定量荧光录井的因素2、不同荧光物质的混合54第五十四页，共119页。相同荧光物质混合后，混合样品的荧光强度与样品浓度变化符合线性关系，则两种荧光物质在该波长点上的荧光强度叠加为线性叠加。六影响定量荧光录井的因素3、相同荧光物质的混合55第五十五页，共119页。从相关性分析结果可以看出，两种原油混合后，与混合前样品的相关性很好，也说明两种样品中所含荧光物质的荧光强度为线性叠加。六影响定量荧光录井的因素3、相同荧光物质的混合56第五十六页，共119页。由于目前大多井应用于定向井或水平井开发，在钻进过程中，定向钻进与复合钻进在钻时上相差很大。定向钻进时，钻时突然增高，同时造成岩屑十分细碎。在这种状态下，若钻开含油气地层，地层中的油气大多进入钻井液被带走，使得分析岩屑得到的荧光强度较正常值有所降低。此时不能单纯依靠岩屑含油浓度对地层含油情况进行评价，而应该结合其它录井参数（如气测组份C1、C2变化）综合评价。六影响定量荧光录井的因素4、工程参数造成的影响57第五十七页，共119页。六影响定量荧光录井的因素5、其它因素造成的影响（1）环境的影响由于仪器对电压、频率使用有一定范围，现在钻井队普遍使用节能发电机，电压、频率极为不稳，达不到仪器所规定的要求，致使分析图谱上曲线不规则、不园滑，多呈锯齿状、尖峰状。（2）取样的影响取样时间的长短对于稠油层影响不大，对于气层、轻质油层影响最大。当地下的油气层被钻开后，经过钻井液冲刷，岩屑返至地面由于压力及温度的变化，大部分轻质组份已从岩屑中逸散出来，保存在岩屑中的组份已经很少了，如能及时取样分析，还能分析出荧光峰值，如隔上一段时间再分析，得到的荧光峰值已经很低了，甚至无峰值出现。（3）其它人为因素影响另外，挑样不准确、样品类型不同、温度过高过低、操作不正确、所用试剂不纯也影响定量荧光录井的准确性。58第五十八页，共119页。根据荧光物质对地层显示干扰程度的不同，可以通过图谱直接进行识别或利用差谱法、二次分析法进行识别。混入油地层油无显示对比级7.7对比级8.1对比级10.3六影响定量荧光录井的因素6、排除影响因素的方法（1）通过图谱直接识别59第五十九页，共119页。六影响定量荧光录井的因素（2）利用差谱法进行识别60第六十页，共119页。差谱法分析的分析原理基于在混合样品荧光图谱的某个单点上扣除背景图谱中对应点的固定荧光强度值，得到混合前的样品荧光图谱。TP242H+SASSAS-20mg/LTP242H+SAS扣除SAS||TP242H-20mg/LTP242H+SAS扣除TP242H—||六影响定量荧光录井的因素（2）利用差谱法进行识别61第六十一页，共119页。当岩屑图谱在地层油特征峰位出峰极不明显时，单纯依靠岩屑本身的图谱并不能够确定其是否具有真实显示，而将无油气显示的岩屑图谱作为背景图谱扣除后，可以明显识别出地层油特征峰，则可以判断此岩屑含有的油气显示为真实显示。随着钻井进尺的不断加深，钻井液与岩屑的含油浓度和岩性均会发生变化，此时需重新测定背景图谱。六影响定量荧光录井的因素（2）利用差谱法进行识别62第六十二页，共119页。储集层物性参数的不同，使钻井液中荧光物质对岩屑的污染程度也存在区别，孔渗低的储层，钻井液中重质成分很难进入岩屑内部对岩屑二次分析造成污染。混入原油与目的层位原油十分相似，很难对真假油层显示进行有效识别。（3）二次分析法进行识别六影响定量荧光录井的因素63第六十三页，共119页。一次分析下，无油气显示的岩屑与含有油气显示的岩屑图谱差异不明显，无法有效识别；而在二次分析时，无显示岩屑图谱中未出现任何特征峰，含有油气显示的岩屑重质组份特征峰明显出峰，根据标准原油特征峰则可判断该显示为真实油气显示。因此当一次分析受钻井液污染程度较高，无法有效进行识别时，可以通过岩屑二次分析样品图谱判断地层是否具有真实显示。（3）二次分析法进行识别六影响定量荧光录井的因素64第六十四页，共119页。正己烷背景对图谱识别的影响一些样品含油浓度较低时，其分析得到的荧光强度经常大大低于正己烷的荧光强度，造成在对图谱进行识别时，正己烷的峰值将样品特征峰所掩盖。此时需要将正己烷图谱扣除后才能有效识别。（4）排除正己烷试剂影响六影响定量荧光录井的因素65第六十五页，共119页。正己烷背景值对分析数据的影响样品稀释后，样品所含荧光物质的荧光强度值降低，而正己烷荧光强度值保持不变，若不扣除正己烷荧光强度值，势必产生实验误差。正己烷溶剂本身存在个体差异，需要分别建立并保存背景图谱生产厂家、出厂日期、技术指标相同的正己烷图谱存在个体差异（4）排除正己烷试剂影响六影响定量荧光录井的因素66第六十六页，共119页。在有以上影响因素的情况下，对比传统的三维定量荧光录井方法，现场录井过程中需要额外遵循以下几点：（1）岩屑样品的挑选与清洗：疏松细碎→挑选颗粒相对较大样品，提高二次分析准确性；大块致密→清理擦痕处附着的钻井液；（2）不同钻井液体系下岩屑样品的清洗：水基钻井液→清水；油基钻井液→有机溶剂、阳离子表面活性剂；（3）岩屑二次分析需延长静置时间；（4）钻井液样品借助滤纸增加与正己烷接触表面积。六影响定量荧光录井的因素（5）改进定量荧光录井方法67第六十七页，共119页。一、前言二、定量荧光录井的基本原理三、定量荧光分析仪器介绍四、三维定量荧光仪分析工作流程五、定量荧光录井参数及意义六、影响定量荧光录井的因素七、定量荧光录井技术的现场应用目录目录68第六十八页，共119页。（一）S1071-Q4H井随钻录井试验情况1、S1071-Q4H井随钻录井试验真显示假显示真显示真显示假显示假显示S1071-Q4H井是在塔河油田石炭系油气藏S1071井区4号圈闭部署一口评价井，本井采用S70井原油进行标定。可见该井混入原油荧光图谱塔河区块S70井C1kl层位原油荧光图谱，两种原油出峰位置与图谱形态存在明显区别。由于本井混入原油图谱形态特征与地层原油明显不同，当地层有油气显示时，重质峰Ex390，Em417峰位明显出峰，而无油气显示的层位，图谱形态仍与钻井液所混原油相近。七定量荧光录井技术的现场应用69第六十九页，共119页。S1071-Q4H井三维定量荧光对比测井解释结论共解释评价油气显示9段：2、S1071-Q4H井随钻录井试验及油气评价情况七定量荧光录井技术的现场应用70第七十页，共119页。S1071-Q4H井三维定量荧光解释结论与测井解释结论符合率约为77.8%。3、S1071-Q4H井三维定量荧光录井解释符合率井深(m)C(mg/l)对比级别定量解释含油饱和度测井解释是否相符543655.027.5油迹45.4～38.7油气层是544299.078.3油迹55.1～47.2差油层是544777.488油迹55.1～47.2差油层是545286.658.1油迹55.1～47.2差油层是5457381.4910.3油斑55.1～47.2差油层否5462266.369.8油迹55.1～47.2差油层是5467142.018.9油迹55.1～47.2差油层是547284.798.1油迹55.1～47.2差油层是547754.297.5油迹55.1～47.2差油层是5482141.228.9油迹55.1～47.2差油层是548737.496.9荧光－干层是549228.026.5荧光－干层是549728.386.5荧光－干层是5502101.718.4油迹47.8～48.4差油层是551284.898.1油迹47.8～48.4差油层是551733.036.8荧光47.8～48.4差油层否552246.067.2油迹47.8～48.4差油层是552757.87.6油迹47.8～48.4差油层是553225.646.4荧光47.8～48.4差油层否554216.525.8荧光47.8～48.4差油层否555277.878油迹47.8～48.4差油层是七定量荧光录井技术的现场应用71第七十一页，共119页。1、顺903H井随钻录井试验本井采用顺9-1井原油进行标定，原油指纹图为双峰特征，油质为中-重质油，主峰特征波长为Ex340、Em375，次峰波长为Ex390、Em417。由于本井混入柴油图谱形态特征与地层原油明显不同，当地层有油气显示时，重质峰Ex390，Em415峰位明显出峰。但由于油基钻井液含油浓度高，柴油轻质峰的高荧光强度会对地层油显示造成掩盖，因此需要用差谱法进行识别。（二）顺903H井随钻录井试验情况主乳+柴油Ex310/Em325七定量荧光录井技术的现场应用72第七十二页，共119页。2、顺903H井随钻录井试验及油气评价情况七定量荧光录井技术的现场应用73第七十三页，共119页。3、顺903H井三维定量荧光录井解释符合率本井三维定量荧光解释与录井、测井解释在深度上存在一定误差，但解释厚度基本相同，结论相符。达到技术指标要求。录井井段(m)测井井段(m)C(mg/l)对比级别二次分析指数定量评价录井解释测井解释是否相符5696～5718—31.956.70.12干层无显示无是5742～57445724～5730161.88.90.32差油层油迹差油层是5746～57605730352.110.20.77油气层油迹油气层是5762～5766～35910.20.45差油层油迹油气层是5768～57705760362.210.20.70油气层油迹油气层是5784～58065787～5806206.879.90.58差油层气测异常层差油层是七定量荧光录井技术的现场应用74第七十四页，共119页。（三）TH12434H井随钻录井试验情况1、TH12434H井随钻录井试验依据样品名称中质峰特征重质峰特征TH12434H混入原油Ex350nm/Em384nmEx380nm/Em416nmTH12434H溢出原油Ex340nm/Em376nmEx380nm/Em409nmS216井标定原油Ex340nm/Em384nmEx390nm/Em427nmTH12434H井原油光谱特征七定量荧光录井技术的现场应用75第七十五页，共119页。1、TH12434H井随钻录井试验依据通过对无油气显示的岩屑进行钻井液污染试验，发现钻井液中重质油组份没有对岩屑二次分析造成污染。因此假显示的二次分析图谱无重质特征峰。具真实油气显示的岩屑二次分析时可以看到明显的重质特征峰。七定量荧光录井技术的现场应用76第七十六页，共119页。2、TH12434H井随钻录井试验及油气评价情况七定量荧光录井技术的现场应用77第七十七页，共119页。3、TH12434H井三维定量荧光录井解释符合率TH12434H井对比录井解释共解释9个层段：S1071-Q4H井三维定量荧光解释结论与录井解释结论符合率约为87.5%。井深(m)C(mg/l)对比级别定量解释录井解释是否相符6499～650569.317.8假显示气测异常层是6551～6558168.729.1差油层油迹是6595～6606266.529.8差油层油斑是6610～6615267.869.8差油层未解释否6685～6687849.8411.4油气层油斑是6692～6700627.3411油气层油斑是6716～6732306.5110油气层油斑是6928～6930257.339.7假显示气测异常层是7027～7029754.8511.3油气层油气层是七定量荧光录井技术的现场应用78第七十八页，共119页。结束语

以上简单叙述了定量荧光录井原理、录井方法、资料解释、特殊用途，也叙述了定量荧光录井还存在的问题以及解决这些问题的一些办法，随着定量荧光录井应用的深入，还会碰到这样或那样的问题，这有待于我们进一步去研究，去解决，只有这样才能更加完善定量荧光录井这门技术，使它更好地应用于石油勘探与开发之中。79第七十九页，共119页。不对之处，恳请指正！谢谢大家！第八十页，共119页。2、原油与钻井液添加剂图谱特征的描述方法轻质油中质油重质油

由于不同油质的原油中所含的荧光物质（烃类）具有不同的激发和发射波长，其反映在荧光图谱中的表现为：不同油质原油在图谱中的最大荧光强度值所在的波长区间不同。样品的荧光图谱中最大荧光强度值所对应的峰即称为该样品的特征峰。现场定量荧光检测方法及工艺流程81第八十一页，共119页。轻—重质油次峰主峰中—重质油次峰主峰

当一种原油样品中含有不同油质的荧光物质时，其图谱会表现出多峰位特征。图谱中最大荧光强度对应的峰位（即颜色暖，峰宽较宽的峰）为图谱主峰，另一峰位（颜色较冷，峰宽较窄的峰）为图谱的次峰。2、原油与钻井液添加剂图谱特征的描述方法现场定量荧光检测方法及工艺流程82第八十二页，共119页。轻—重质油次峰主峰中—重质油次峰主峰

通过对比图谱特征，得到塔河油田区块三种油质原油图谱所对应的主峰波长范围如下：轻质成分主峰在Ex290nm～Ex310nm，Em330nm～Em350nm之间；中质成分主峰在Ex340nm～Ex350nm，Em374nm～Em384nm之间；重质成分主峰在Ex380nm～Ex390nm，Em409nm～Em427nm之间。2、原油与钻井液添加剂图谱特征的描述方法现场定量荧光检测方法及工艺流程83第八十三页，共119页。2、原油与钻井液添加剂图谱特征的描述方法现场定量荧光检测方法及工艺流程84第八十四页，共119页。钻井液添加剂样品光谱特征与影响程度添

加

剂代

号主

峰次

峰浓

度影

响

程

度羟甲基纤维素-高粘CMC-HV501/486/111.8无200g/L无羟甲基纤维素-低粘CMC-LV370/401/241.1无200g/L弱微凝胶高温高压降失剂CXA-1340/382/344.1390/417/342.7200g/L较弱-CXB-1310/349/91.9无200g/L很弱高分子包被剂DBF-2330/370/17.9390/400/14.820mg/L较强钻井液用无铬木质素高效稀释剂GMP-3380/384/30.2无200g/L弱聚丙乙烯酰油基泥浆胶体结构剂HF-YJJ300/330/159.8无200g/L较强聚丙烯酸钾K-PAM310/372/62.5无200g/L弱抗温抗盐降滤失剂MC-1390/420/570.3无10g/L强铵盐NH4PAN370/406/151.3无200g/L较弱磺甲基沥青SAS380/414/263.7330/369/257.820mg/L极强磺甲基褐煤SMC330/363/568.2390/417/249.120g/L强磺甲基酚醛树脂SMP-2360/390/515.9300/330/474.6200g/L强乳化剂Span-8390/402/599.4390/451/306.51g/L极强无荧光润滑剂WFT-666330/364/577.3385/416/245.7200g/L强油基降滤失剂-380/407/862.4无1g/L极强2、原油与钻井液添加剂图谱特征的描述方法现场定量荧光检测方法及工艺流程85第八十五页，共119页。3、油性指数计算方法

二维油性指数（Oc）=F2/F1或F3/F1式中：F1为二维定量荧光图谱中轻质油出峰位置的荧光强度；F2为二维定量荧光图谱中中质油出峰位置的荧光强度；F3为二维定量荧光图谱中重质油出峰位置的荧光强度。F1F2F3现场定量荧光检测方法及工艺流程86第八十六页，共119页。三维油性指数（Oc）=f2/f1或f3/f1式中：f1为二维定量荧光图谱中轻质油出峰位置的荧光强度；f2为二维定量荧光图谱中中质油出峰位置的荧光强度；f3为二维定量荧光图谱中重质油出峰位置的荧光强度。F1F2F3f3f2f13、油性指数计算方法现场定量荧光检测方法及工艺流程87第八十七页，共119页。

根据整理塔河油田原油的三维定量荧光图谱，按照图谱的主峰特征划分为三种不同油质，与其计算出的油性指数进行对比，得到三种不同油质原油的油性指数范围：轻质油油性指数：1＜Oc＜1.4；中质油油性指数：1.4＜Oc＜1.7；重质油油性指数：Oc＞1.7。F1F2F3f3f2f13、油性指数计算方法现场定量荧光检测方法及工艺流程88第八十八页，共119页。4、图谱的特征曲线描述法及相关性分析方法根据原油样品特征峰出峰位置确定该样品的特征数据范围，提取范围内的各激发、接收波长上的荧光强度值作为分析数据。现场定量荧光检测方法及工艺流程89第八十九页，共119页。选取图谱中具有代表性的点所对应的荧光数据，并把数据绘制成能够反映图谱特征的曲线，对需要对比的样品特征曲线进行相关性分析，可以将原油之间的差异定量化，判断其差异程度。4、图谱的特征曲线描述法及相关性分析方法现场定量荧光检测方法及工艺流程90第九十页，共119页。（1）原油荧光波长（λ）：原油中荧光物质所发射荧光所对应的波长；其所反映的为原油中组成成份的不同，单位(nm)。（2）原油荧光强度(F)：原油中荧光物质所发射荧光的强弱，原油荧光强度极大值用INT表示；其所反映的为同一原油样品中不同组成成份含量的高低。在分析图谱中，对应波长小于330nm的轻质油和波长在330nm～380nm之间的中质油分别选取荧光强度极大值INT和对应波长λ。一次分析参数分别记为：

λ0、INT0（波长小于330nm）；

λ1、INT1（波长330nm～380nm）。二次分析参数分别记为：

λ10、INT10（波长小于330nm）；

λ11、INT11（波长330nm～380nm）定量荧光录井参数及物理意义91第九十一页，共119页。（3）相当油含量(C)：也称样品含油浓度。是个派生参数，它指单位样品中荧光物质相当于原油的量；其所反映的为被测样品中的含油丰度，单位(mg/l)。按照本井工作曲线方程和一次分析、二次分析结果，分别求取一次分析含油浓度和二次分析含油浓度。含油浓度C＝C1+C2式中：C----样品含油浓度，单位为毫克每升（mg/L）；C1----样品一次分析含油浓度，单位为毫克每升（mg/L）；C２----样品二次分析含油浓度，单位为毫克每升（mg/L）。（4）油性指数（Oc）：是个派生参数，指原油样品中不同荧光物质荧光强度的比值，其所反映的为该原油样品不同原油成分的含量，代表着原油密度，反映原油性质。定量荧光录井参数及物理意义92第九十二页，共119页。(5)二次分析指数（Ic）：是个派生参数，指原油样品一次分析含油浓度与样品含油浓度的比值。二次分析指数计算Ic＝C1/C

式中：Ic----二次分析指数，无量纲；C1----样品一次分析含油浓度，单位为毫克每升（mg/L）；C----样品含油浓度，单位为毫克每升（mg/L）。计算油性指数：Oc＝INT1/INT0

式中：

Oc----油性指数,无量纲；

INT1----波长330nm～380nm的中质油荧光强度极大值；

INT0----波长小于330nm的轻质油荧光强度极大值。（6）荧光对比级(n)：是个派生参数，指单位样品中含有的荧光物质所对应的荧光系列对比级别。定量荧光录井参数及物理意义93第九十三页，共119页。一、前言二、定量荧光分析技术介绍三、现场定量荧光检测方法及工艺流程四、定量荧光录井参数及物理意义五、定量荧光录井资料处理解释六、影响定量荧光录井的因素目录目录94第九十四页，共119页。1、录井过程中油性判定在录井过程中，根据油性指数Oc划分油气异常显示层所含原油的油质:

若Oc小于1.2，原油为轻质原油；若Oc为1.2～3.8时，原油为中质原油；若Oc大于3.8时，原油为重质原油。2、录井过程中油气层解释解释结果分为油气层、油层、油水同层、差油层、非产层。通过对样品的二次分析计算的孔渗性指数Ic，对储层直接评价解释。在录井过程中，应根据原始参数和派生参数对储层进行解释评价，建立相应的解释图版。根据碎屑岩储层的异常显示井段，利用含油浓度（C）和二次分析指数（Ic）建立碎屑岩储层含油气性评价图版，并对储层进行解释。根据非碎屑岩储层的异常显示井段，利用含油浓度（C）和油性指数（Oc）建立非碎屑岩储层含油气性评价图版，并对储层进行解释。定量荧光录井资料处理解释95第九十五页，共119页。在高荧光钻井液条件下，对比传统的三维定量荧光录井方法，现场录井过程中需要额外遵循以下几点：（1）岩屑样品的挑选与清洗：疏松细碎→挑选颗粒相对较大样品，提高二次分析准确性；大块致密→清理擦痕处附着的钻井液；（2）不同钻井液体系下岩屑样品的清洗：水基钻井液→清水；油基钻井液→有机溶剂、阳离子表面活性剂；（3）岩屑一次分析应直接稀释：1g/5ml→1g/20ml（岩屑/正己烷）；（4）岩屑二次分析需延长静置时间；（5）钻井液样品借助滤纸增加与正己烷接触表面积。定量荧光录井资料处理解释96第九十六页，共119页。（1）避免使用受到混油影响程度高的特征峰荧光数据做为标定数据；（2）调整仪器灵敏度，使分析过程中样品的荧光强度既满足识别精度，又在线性变化范围内。（1）高荧光钻井液条件下对原油的标定定量荧光录井资料处理解释97第九十七页，共119页。（1）避免使用受到混油影响程度高的特征峰荧光数据做为标定数据；（2）调整仪器灵敏度，使分析过程中样品的荧光强度既满足识别精度，又在线性变化范围内。（1）高荧光钻井液条件下对原油的标定TP217井原油主峰标定标定公式TP217井原油次峰标定标定公式定量荧光录井资料处理解释98第九十八页，共119页。（2）三维定量荧光解释评价参数及标准含油浓度范围10-4040-300300-12501250-30003000-5000>5000对比级别5-77-1010-1212-13.313.3-14>14显示级别荧光油迹油斑油浸富含油饱含油含油浓度、对比级别、显示级别关系波长范围含油浓度（mg/l）荧光级别(n)二次分析指数(Ic)解释结论符合标准油样300-125010-12Ic>0.5油气层40-3007-100.2<Ic<0.5差油层或油水层10-40n<7Ic<0.2干层定量荧光解释评价表二次分析指数（Ic）：指原油样品一次分析含油浓度与样品含油浓度的比值。二次分析指数计算Ic＝C1/C，式中：Ic----二次分析指数；C1---样品一次分析含油浓度，单位为毫克每升（mg/L）；C2---样品二次分析含油浓度，单位为毫克每升（mg/L）；C----样品含油浓度，C=C1+C2，单位为毫克每升（mg/L）。目定量荧光录井资料处理解释录99第九十九页，共119页。（3）三维定量荧光解释评价软件通过样品图谱中所有点荧光强度值做为分析数据，建立样品光谱库（导入的三维定量荧光数据）及定量模型（软件分析得到样品的基元光谱）。未知样品油性指数已知样品样品浓