CN1172257A - 一种岩屑荧光录井的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属石油地质勘探钻井中地质评价的一种岩屑荧光录井方法,旨在用一种对原油的荧光无猝灭作用的己烷代替四氯化碳等含卤素的试剂,激发荧光光源波长为280nm(纳米),选用可通过300nm～500nm波长的光栅,同时采用荧光光谱分析仪器定量分析,当样液浓度超过荧光光谱分析仪的量程,采用微量可调移液器移取液稀释,光谱仪输出与计算机联机连接,光谱及数据自动处理,在相同的条件下,可以使原油荧光的分析灵敏度提高10—35倍,特别是提高对轻质油的反映,排除泥浆添加剂及矿物质的干扰,对人体的毒害较小,对自然环境无害。

Description

一种岩屑荧光录井的方法
本发明属于石油地质勘探开发钻井过程中地质评价的一种岩屑荧光录井方法。
目前，我国的石油地质钻探工作中岩屑荧光录井所采用方法仍然是五十年代从前苏联引进的，其方法是：岩样用氯仿或四氯化碳浸泡，用紫外灯照射，肉眼观察岩样的发光颜色和发光强弱，对比标准试样作出岩屑荧光级别的评价。
五十年代以来我国大多数油田主要采用氯仿和四氯化碳作岩屑荧光录井的溶油试剂，氯仿对人体健康的损害极大，虽然其溶油能力很强，但一般不用。四氯化碳对岩石中的成油基质和沥青有一定的溶解能力，挥发性较小，相对于氯仿对人体损害较小，但是四氯化碳等含氯的有机溶剂对人体有一定的毒性，它能刺激咽引起咳嗽、头痛、呕吐，进而出现麻醉昏睡，失去知觉，慢性中毒时，能引起视力混浊，肝脏肿大。
四氯碳等含囱素的试剂作为岩屑荧光录井的试剂还有致命的弱点，即会使原油的荧光发生猝灭！荧光猝灭是指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。与荧光物质分子发生相互作用而引起荧光强度下降的物质，称为荧光猝灭剂。试验证明，囱素元素(F、Cl、Br、I)就有这种性质。四氯化碳中的氯元素既是囱素元素又是吸电子基团，对荧光有较强的猝灭作用。这就造成在录井时煤成油、凝析油及部分其它轻质油发不出荧光，有些能发射荧光的原油也会由于四氯化碳的猝灭作用而使荧光强度下降，导致难以发现油气(特别是轻质油气)层。
上述方法还有其他不足之处：1)采用的紫外光灯光源波长为365nm(纳米)，激发荧光发射波长400nm以上，肉眼只能直接观察400～800nm之间的可见光，而原油的荧光激发发射波长峰值一般均出现在320～380nm之间，所以对于发射荧光波长较短的轻质油有可能被漏掉；2)荧光录井准确性和质量很大程度上取决于录井工作人员的个人因素，重复性差；3)对矿物的荧光和泥浆添加剂的荧光无法区别；4)不能定量，只能定性测定。
本发明旨在克服上述方法的不足之处，用一种对原油的荧光无猝灭作用的己烷代替四氯化碳等含囟素的试剂，大幅度提高录井的灵敏度，特别提高对轻质油的反映，排除泥浆添加剂及矿物质的荧光干扰，同时采用荧光光谱分析仪器达到定量分析，减少人为因素干扰。
本发明实现的步骤是：按照地质荧光录井的要求挑取真岩屑，洗净用滤纸吸干，在研钵内成细粉末，装入试管内浸泡，浸泡后的样液在荧光下直接观察，也可以送入荧光光谱分析仪进行检测分析，本发明浸泡岩屑的试剂为己烷。
本发明实现的其他步骤是：激发荧光光源波长为280nm(纳米)，选用可通过300nm～500nm波长的光栅。当样液的浓度超过荧光光谱分析仪的测量量程范围，采用微量可调移液器移取适量浓溶液稀释。荧光光谱仪输出与计算机联机连接，实现计算机输出荧光光谱及数据自动处理。
本发明用己烷替代四氯化碳，对轻质、中质还是重质原油都能充分地展示原油的荧光特性，且荧光强度与原油的浓度呈很好的线性关系，是使用含氯有机溶剂所不能得到的，也是实现定量荧光测定的根本所在。在相同的条件下，可以使原油荧光的分析灵敏度提高10-35倍(见表1)。
己烷对泥浆中常需添加的改性沥青(极性大分子类物质)的溶解能力小，在一定程度上给使用四氯化碳对改性沥青类泥浆添加剂的荧光干扰的问题得到减轻，借助仪器的自动数据处理功能，可以荧光干扰完全消除(见表2)。
己烷是正构烷烃，对人体的毒害较四氯化碳等含囟素元素的有机试剂要小的多，因此对录井人员的身体健康和自然环境均无害。
本发明的具体操作步骤是：
1.待测样品的制备。严格按照地质荧光录井的要求挑取真岩屑，洗净用滤纸吸干，在研钵内成细粉末，称取1克，放进已装入5毫升己烷的具塞刻度试管内浸泡，浸泡时间最好在15分钟以上。
2.选用激发荧光光源波长为280nm(纳米)和可通过300nm～500nm波长的光栅。
3.仪器零点及标准的校正。分别用纯己烷和已知标准原油的己烷溶液按照荧光纸的校正步骤校正好仪器。
4.样品测定。将制备好的待测样浸泡液置入仪器内，如果样品的浓度超过仪器的测量量程范围，则用“微量可调移液器”移取一定量的浓溶液进行适当稀释后再测。也可以采用人工直接观察。
5.仪器的输出由计算机处理，存储并输出荧光光谱及相应的各种数据参数。
本发明激发荧光光源波长为280mm左右，与原石油荧光分析用365nm的波长光作激发光源不同，这是由于原油(从最轻到最重)其最大荧光激发都是在这一波长的光作激发光源时才能出现。接收栅采用能通过300-500nm波长光的光栅。这是由于原油在用己烷做溶剂时其荧光激发发射范围均在300-500nm之间，最大峰值随油轻重不同都出现在320-380nm之间。油质轻，峰值波长短；油质重，峰值的波长稍长。
本发明选用“微量可调移液器”在荧光分析速度上起着至关重要的作用。分析速度及对操作人员的技能要求是荧光录井是否成功应用的关键。荧光分析是超微量分析方法，结果要准确可靠，样品的定量稀释是不可回避的问题，尤其是钻井速度快时，荧光分析的速度就成了键制约这一方法普及的因素。“微量可调移液器”可以很好地解决了这一矛盾。它的操作十分便捷，准确度也比较高，对操作人员无特殊的技能要求，易于被现场所接受。
本发明数据处理采用与计算机联机输出荧光光谱，这一点在实验室用荧光仪上已十分普及，也可以使用目前一般钻井作业上的综合录井仪，因为在综合录井仪中已广泛使用计算机，只需把为荧光录井编制的软件装入计算机，就能实现计算机输出荧光光谱及全部数据自动处理的目的。
本发明荧光光谱分析仪可采用美国P.E.公司产品，型号为LS50B，微量可调移液器可采用上海亚荣生化仪器厂产品，己烷可采用北京金星化工厂产品。
                          表1-原油分别在己烷和四氯化碳中的荧光强度比较表I
原油来源 样品编号    浓度，mg/l λmax Imax I400 IQ/IS IQ400/IS400
          华北晋古1-1井     19T001    10   329.00     271.00     149.75    14.74      9.35
    19S001   387.80     18.39     16.02
           华北莫3井     20T001    10   372.20     169.30     126.19    7.04      7.76
    20S001   432.90     24.03     16.26
           华北曹5井     21T001    10   307.80     80.06     20.99    40.03      22.57
    21S001   374.90     2.00     0.93
        大庆杏4J1-329井     22Q001    10   380.00     258.28    10.40
    22S001   421.10     24.83
          冀东北3井     23Q001    10   344.10     301.12    14.53
    23S001   434.00     20.73
        渤海SZ36--1*9井     24T001    10   374.90     527.99    464.55    9.84      10.88
    24S001   414.00     53.68    42.71
        吉林油田双阳油     25T001    10   369.00     356.45    264.71    13.30      10.98
    25S001   414.90     26.80    24.11
         河南南阳油     26T001    10   375.40     399.74    327.99    12.03      11.26
    26S001   425.50     33.22    29.12
       大港高2井，Ng     27Q001    10   373.80     210.70    15.14
    27S001   452.10     13.92
     大港苏1-8井，3922-3930m     28Q001    40   327.30     176.33    22.04
    28S001   370.00     8.00
     塔里木LN2井，4878-4887m     29Q001    10   364.20     330.58    14.26
    29S001   444.30     23.19
   青海开特米里克浅36井，40-50m     30Q001    40   340.70     438.94    17.91
    30S001   414.90     24.51
          华北孔古4井     31Q001    10   328.70     613.49    23.67
    31S001   463.80     25.92
      南阳泌110井，571-572m     32Q001    10   381.00     725.58    10.24
    32S001   417.80     70.86
         马来西亚原油     33Q001    50   343.10     1000.00    27.22
    33S001   439.20     36.74
          牙哈原油     34Q001    50   330.20     778.70    35.03
    34S001   369.60     22.23
        辽河滩海原油     35T001    10   332.60     149.76     79.76    16.98      11.19
    35S001   445.30     8.82     7.13
         沈北原油     36T001    10   374.00     141.84     101.16    12.71      12.95
    36S001   414.90     11.16     7.81
         海洋黑油     37T001    10   373.10     234.37     176.40    18.51      15.51
    37S001   432.00     12.66     11.37
                表1-原油分别在己烷和四氯化碳中的荧光强度比较表II
原油来源 样品编号    浓度，mg/1 λmax Imax I400 IQ/IS IQ400/IS400
    红旗1井(新疆)     0Q001    50    340.30    370.73    26.50
    0S001    374.70    13.99
     华北兴8井     1T001    10    358.90    486.29   305.14    16.42      11.75
    1S001    428.70    29.62   25.97
     华北宁3井     2T001    10    372.60    209.50   131.95    11.37      9.31
    2S001    404.80    18.43   14.18
    华北苏401井     3T001    10    327.10    542.32   73.60    29.55      6.81
    3S001    369.90    18.32   10.50
     华北兴9井     4T001    10    330.30    239.15   64.50    14.47      6.68
    4S001    371.70    16.53   9.66
     华北曹5并     5T001    10    343.20    73.35   31.38    14.58      10.09
    5S001    432.40    5.03   3.11
     华北桐28井     6T001    10    339.50    305.14   153.80    15.63      9.42
    6S001    374.90    19.52   16.32
    华北苏1--8井     7T001    10    327.10    378.37   40.04    24.11      5.58
    7S001    370.80    15.69   7.17
    华北务古1井     8T001    10    327.60    193.64   38.12    28.52      13.19
    8S001    369.90    6.79   2.89
    华北泽88井     9T001    10    369.40    147.68   102.88    7.90      7.79
    9S001    424.60    18.69   13.20
    华北文102井     10T001    10    374.00    414.18   345.70    14.42      13.42
    10S001    438.90    28.72   25.76
   华北永329--2井     11T001    10    333.00    97.30   30.93    18.09      9.58
    11S001    377.00    5.38   3.23
    华北苏20井     12T001    10    327.60    201.66   35.27    25.43      6.19
    12S001    371.30    7.93   5.70
华北宁古1井 13T001 10 306.90 73.34 31.90 9.87 5.55
    13S001    370.30    7.43   5.75
     华北苏4井     14T001    10    325.70    483.52   93.72    24.99      7.93
    14S001    373.10    19.35   11.82
     华北永9井     15T001    10    329.00    201.20   87.87    10.96      7.73
    15S001    461.80    18.36   11.37
     华北台8井     16T001    10    375.90    442.89   391.84    8.92      10.17
    16S001    440.70    49.66   38.54
     华北晋古2井     17T001    10    371.30    279.30   188.21    14.61      11.58
    17S001    420.00    19.12   16.25
     华北安11井     18T001    10    372.20    177.65   123.06    12.32      13.45
    18S001    449.90    14.42   9.15
                      表1-原油分别在己烷和四氯化碳中的荧光强度比较表III
原油来源 样品编号    浓度，mg/l λmax Imax I400 IQ/IS IQ400/IS400
       华北原油岔一联   38T001    10     373.10     199.72    155.66    12.25      14.41
  38S001     415.40     16.30    10.80
       辽河兴隆台原油   39Q001    10     358.40     538.64    13.11
  39S001     423.70     41.08
       PL-2(PH-5)原油   40T001    10     329.00     577.80    157.31    23.80      11.42
  40S001     371.30     24.28    13.77
          泰国原油   41T001    10     374.00     188.11    144.20    8.81      9.57
  41S001     437.90     21.33    15.07
        胜利纯梁原油   42Q001    10     380.00     713.48    12.49
  42S001     425.00     57.12
   胜利纯梁、现河、东辛混合原油   43Q001    10     374.90     319.83    254.18    15.19      16.07
  43S001     434.30     21.06    15.82
           济南原油   44T001    10     375.40     314.51    251.28    13.18      14.57
  44S001     446.70     23.87    17.25
         胜利胜坨原油   45T001    10     374.00     431.45    364.51    13.64      14.51
  45S001     429.70     31.62    25.12
       内蒙福拉尔基原油   46T001    10     374.50     615.21    553.68    11.72      14.33
  46S001     433.80     52.48    38.63
        辽河欢喜岭原油   47T001    10     374.50     682.87    553.24    13.47      13.25
  47S001     414.00     50.69    41.76
          冀东原油   48T001    10     373.60     682.16    584.98    12.86      16.54
  48S001     456.30     53.05    35.36
       渤海E-704原油   49Q001    10     375.70     886.46    10.99
  49S001     435.60     80.68
         玉东原油   50Q001    10     375.70     453.80    9.74
  50S001     452.70     46.61
     大港塘4井，S3原油   51Q001    10     362.30     360.19    11.10
  51S001     434.00     32.44
注：IQ-己烷作溶剂时的荧光强度；
    IS-四氯化碳作溶剂时的荧光强度
    λmax-峰值时的波长，nm
    Imax-最大峰值
    I400-波长为400nm时的荧光强度
    IQ/IS-原油在己烷中的最大荧光强度与其在四氯化碳中的最大荧光强度之比值
        表  各种改性沥青分别在己烷、四氯化碳及水中的溶解情况比较表
   样品号    样品名称             干样溶解情况比较           生产厂名
   正己烷   四氯化碳      水
  94--4     FT-1    11.36     15.83      /
  95--1002     FT-1    1.73     16.80    78.00   郑州豫华集团企业股份公司
  95--1003     FT-1    10.75     34.60    71.90     山东安丘县有机化工厂
  95--019     FT-1    0.00     16.50    70.10
  96--1006     FT-1    12.28     33.54    76.04   大港油建实业公司第二分公司
  96--26     FT-1    14.08     34.73      /
  96--1010     FT-1    11.10     38.60    91.06
  96--1020     FT-1    0.91     14.10    71.00   大港油建实业公司第二分公司
    FT-1    7.32     32.80    56.54       河南新乡红星化工厂
  94--11    FT--342    0.77     5.50      /
  95--1008    FT--347    0.00     6.25      /
  95--021   树脂沥青    1.60     17.80    57.30     河南新乡新杨化学助剂厂
  96--81   低荧光沥青(PF--TEX)    8.10     12.60    95.30

Claims (4)

1.一种岩屑荧光录井的方法，实现的步骤是：按照地质荧光录井的要求挑取真岩屑，洗净用滤纸吸干，在研钵内成细粉末，装入试管内浸泡，浸泡后的样液在荧光下观察，其特征在于：浸泡岩屑的试剂为己烷；浸泡后的样液也可以送入荧光光谱分析仪检测分析。
2.根据权利要求1所述的一种岩屑荧光录井的方法，其特征在于：激发荧光光源波长为280nm(纳米)，选用通过300nm～500nm波长的光栅。
3.根据权利要求1、2所述的一种岩屑荧光录井的方法，其特征在于：当样液的浓度超过荧光光谱分析仪的测量量程范围，采用微量可调移液器移取适量浓溶液稀释。
4.根据权利要求1、2所述的一种岩屑荧光录井的方法，其特征在于：荧光光谱仪输出与计算机联机连接，实现计算机输出荧光光谱及数据自动处理。
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