荧光扫描术在石油勘探开发中的应用

王国钧

（大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江 大庆 163712）

荧光扫描术在石油勘探开发中的应用

王国钧

（大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江 大庆 163712）

经济的快速发展离不开石油这一“工业的血液”，做好我国石油资源的勘探与开采是确保我国经济发展与国家安全的重要一环。在石油的勘探过程中可以通过对岩屑进行荧光扫描录井技术对井下油气含量进行定性检测，提高石油录井的可靠性与准确性。岩屑荧光扫描油气检测技术首先通过对岩屑进行扫描成像，而后再继续对岩屑进行荧光图像处理，从而使得岩屑中的烃类物质的荧光特性得以显示可识别性，通过对图像中所显现的荧光面积进行测算从而实现对岩屑中所含有的烃类物质进行定量化界定的一种技术，并通过对测量后的数据进行统计分析，从而得出一定的原油产液预测。

荧光扫描法；烃类物质；图像处理；岩屑成像

随着经济的发展以及对石油资源需求的不断增加，传统的油气评价模式存在录井、测井评价与测试结果相差较大的问题，为改善这一问题提高录井、测井评价与测试结果的匹配度，通过采用对现场岩屑荧光录井进行定量化可以将以往对于岩屑的荧光颜色和面积的定性描述改变为定量描述。

1.荧光扫描法的技术简介

荧光扫描分析技术已经广泛应用于生物、化学、医药等多个的领域，同时荧光扫描法也在石油勘探领域的应用取得了长足的进步。石油中主要是由芳香烃族化合物和共轭双键化合物等会呈现出荧光的特性，不同的石油样本中芳香烃族化合物和共轭双键化合物所占的比例不同，但是其都会发出具有特定的荧光光谱，因此在石油样本的测定中使用相同的激励条件会呈现具有物质特性的光谱强度、颜色等特征，通过对这些特征进行分析可以对岩屑中的原油含量、特性等进行判断。对于所测得的荧光光谱的强度等主要与岩屑中所含有原油的浓度密切相关。此外，原油所处的环境也会对荧光的强度产生一定程度的影响。原油的荧光的主要物质是芳香烃化合物，芳香烃占石油样本中的总烃的10%～50%左右，在使用荧光扫描法对石油样本进行扫描的过程中受到各种因素的影响会使得荧光峰与荧光的强度产生一定强度的影响，原油所产生的荧光光谱是由饱和烃、芳烃以及沥青等几种物质所产生的荧光的综合的结果，其中荧光性中最主要的芳烃。

2.荧光扫描法在石油勘探开发中的应用

由于原油中所含荧光物质的不同会使得其在荧光扫描的过程中呈现出不同的光谱特性，在使用石油荧光法对石油检测中需要对石油中的吸收、激发光谱等进行确定以便对荧光检测中的激发波长及荧光检测波长进行相应的测定。通过在实验室中对石油样本进行测定发现当荧光发射波长在360nm时，石油荧光检测会呈现出两个激发峰值，而当荧光发射波长在460nm时，石油的激发峰值波长呈现在360nm附近，通过试验测定，石油会呈现出较宽的吸收光谱。荧光扫描法主要是通过选定合适的激发波长对石油样本进行扫描通过对石油样本所呈现出的荧光强度和荧光发射波长之间数据进行记录分析，从而得出最佳的激发波长。其中，尽管不同的石油样品会在荧光强度上有所差异，但是其荧光光谱分布具有极大的相似性，且能够覆盖较大范围的光谱区。

通过试验表明，原油性质以及原油含量的不同会使得原油的产生的荧光光谱特征产生较大的差异，因此，可以使用原油的荧光光谱特征来对原油样本中所含有的原油的性质以及含量等进行相应的测定。直接法主要是指将原油样本直接溶在合适的溶剂中并使用荧光对其进行扫描监测的方法，此种方法应用于一些能够在溶剂并能产生强荧光的一些物质多用于对含水较高的油井进行样本检测，而间接法则主要指的是通过在溶液中加入荧光染料并通过对荧光染料进行荧光光谱特征进行检测分析从而得到原油溶液特征的一种检测方法。此种方法在分析流动的原油和水的跟踪检测中可以取得较为良好的效果。在对油井井下进行检测的过程中为规避井下复杂环境对于检测所造成的影响，井下检测应当使用光纤传感器来对井下物质进行检测，相较于传统的传感器，光纤传感器在信号接收的强度上具有较大的优势，此外其在小型化和抗干扰性以及测量结果的灵敏性方面都具有较强的优势。

以某高含水油井为例来说明荧光扫描法在其中的应用，高含水油井由于含水率较高因此在井下多呈现出泡状流动的特性，呈泡状的油介质浓度较高时会导致荧光检测时的荧光检测不足，同时油滴周围的水介质所呈现出的荧光性。在使用荧光扫描法对其进行检测时可以使用多探针检测对原油油井中的持率进行相应的检测。在使用检测探针对其进行检测的过程中检测探针将检测到的荧光强度由光信号转换为电信号从而对油井中的流体介质的分布特性以及测量探针周边的持水率进行相应的测定。此外使用荧光扫描法还能够对油水流速进行相应的测定，能够溶于原油中的荧光物质可以作为井下流体的荧光特性示踪剂，通过对溶于水中的荧光示踪剂进行测定，检测其荧光强度的变化规律，从而实现对于井下油或水等物质的流速的测定，在溶于井下流体示踪剂的选择上需要选择溶于流体且不易沉淀的物质，在能够跟随井下流体进行运动的同时不能与井下流体发生反应，且不具有较强的挥发性。现今在溶于水的示踪剂的选择上可以选择使用若丹明-B、尤雷尼等，在荧光剂的选择上如果使用若丹明-B则对于激励波长的选择上可以选择546.1nm的波长，从而在荧光的检测中获得580nm～620nm的检测波长，通过对流体中的若丹明-B的荧光的强度变化进行检测来反应流体中的流速的变化。

结语

在石油样本的检测中利用荧光扫描法可以利用石油中所含有的荧光物质的种类及比例的不同来对其所散发出来的特定光谱进行检测。本文主要对荧光扫描法的原理及其在油田中的应用进行了分析阐述。

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[2]清洲，侯镜德．反射式三维全扫描荧光法在石油勘探中的应用[J]．分析化学，1996（4）：436-439．

[3]何晓媛，石金辉，辛海虹．南海区平台石油的特征荧光光谱分析[J]．海洋环境科学，2004，23（4）：60-63．

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