三维荧光光谱技术在油气勘探中的应用

1、三维光谱技在油勘探的用武12 ,宋继海3 ,胡斌4李(1 中三维光谱技在油勘探的用武12 ,宋继海3 ,胡斌4李(1 中国地质大学,武汉 430074;2 中国石油化工股份 石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所,无锡 214151;3 安徽大学 合肥 230601;4 中国石油化工股份 石油勘探开发研究院合肥培训测试中心 合肥 230022)摘要:独特的检能力而芳化合物是壤油、岩成部分过对不同型样品的维荧光光图的分 析比比析分究评作景。键词:三维荧光;光法;气勘探;作用中图分类号:T132.4文献标识码:A知,荧光光谱分析法灵敏度高,对芳具有独特的检测能力而芳烃化合物 壤油岩要 分地中来术展有

2、机地球化学研究的不断深入,石 逐渐重视对各类有机组分中芳烃的究得了一系列的新进展目前美国 PE产的LS系列荧光分光光度计已可以直 图的 了有利的条件通过近几年来的工作为众域术景。油气质识别1我国要含油气地的几十原油样品的三维荧光光谱分析成果表明,不同原油和天然 气三维荧光光谱既具有共性又有各自的特 点1 ,2 (表1) 。表 1 不同原油和天然气的三维荧光光谱图特征ale 1 Characteristics of 3D florecece pectrum f fferent inds f crue oils and natural gaes特征峰 Ex/ Em 268/ 322284/ 336

3、256/ 360228/ 342析油、质油中质油、质油气质 气凝气性峰期:200110目:与 (4039910)Ex 激波长, Em 射长石油与天然气都存在共性峰 228/342 ,同向长长方向移动。或相同组分的油气影响储层时,其油田水有相向长长方向移动。或相同组分的油气影响储层时,其油田水有相似的荧光征4 ,5 。图2 塔里木盆油田水三荧光光谱特 征图,A 类是与油影响有关的油田水,其中 A1 多与重质油有关,A2 多为轻质油有关;B 类是与油气共影响有关的油田水;C 类是与烃类 气体影响有关的油田水,且 1 油田水多与凝 析油气影响有关,而 2 则多与烃类气体的影 响有关因此进行油田水的三

4、维荧光光谱分 析,也可以达到储层含油气性识别及油气性质预测的目的。油对及油源比2性质的原油或不同烃源岩生成的性此油等 征油 比比作3 。图1利油田某油区不同油藏原油的三 图油的综合分析认为,图 1a 为单烃源原油 谱;图1bc烃源原 征源 油凹陷或不同的生油层位,因此,根 三维荧光光谱图的特征进行含油气分同时可以开展油气运聚方向研究,料。油气聚系研究4受同一油气影响的油田水中芳烃特征相似,此,据这一特可以追踪气的运聚过 程,行油气运移系统划分6 图 3 分别为塔 里木盆地南46 井区及轮南11 区的油田水 三维荧光图。轮南46 井没有形成陶系气藏,但其奥陶系油田水三维荧光谱图与叠系油田水 三维

5、荧光光谱图相似,说明该井区的奥陶系至 三叠系成为同一含油气流体系统而轮南 11 井区 ,石炭系与三叠系的三维荧光光谱也非常储层含油气性识别及油气性质3预测般情况下,大数芳烃都有极性,与水有一定的相溶性不同性质的油气经过储层 时,其油田三维荧光谱图有大差异;相似图 1 胜利油田某油区不同油藏原油的三荧光光谱特征对比(据献3) 1ig.1 ontrast of 3D florecece pectrum features of fferent oil pools in(a)轮南46 (a)轮南46 区(b)轮南11 区图2 塔里木盆地油田水三维荧光特征图(文献1)ig.2 Characteristi

6、c of 3D florecece pectrum oifild waters in arim Bain相似,说明这两套地层中的流体也同属于一个含油流体系统。形成的元素和化合物异常,以达到指导油气勘探目的的门应用学科而三维光光谱法作 用该项技的一项重手段已被泛的运用到地表油气探工作中。图4 胜利油田表土样的维荧光光谱 图及等值图4a 和4b 等值线图所反映的油 气性质明显不同,前者为典型轻质油的特征下含气性预技术5气地表地化学勘技术是主研究在地下处油气垂运移至表或近地介质中(284/ 336) ,而(284/ 336) ,而后者为中质油或重质油的特征(256/ 360) ,说明两地区的油源可能

7、不同,从而 为油勘探和开提供了价值的资料。油资源部刘可禹等人,将三维荧光技术应用于包裹体及相关油气成藏过程研究中,取得了较 好的应用果7 。如三荧光技术在古油柱识别古今油水 界面的厘定等方面具有广泛的应用前景(图5) 。气成研究6年来,澳大利亚联邦科学工业研究院石图 3 轮南 46 井区轮南11 井区油田水三维荧光对比分析图(据献1)ig.3 ontrast of 3D florecece pectrum of the oifield water fom ell Lunnan 46 and ell Lunnan 11图4 胜利油田地表土壤样品三维荧光光谱特征图ig.4 Characterist

8、ics of the 3D florecece pectrum of the suface oil aples fom henli Oifild气成度评价7据三维荧气成度评价7据三维荧光光谱强度与芳烃含量成正比,而三维荧光光谱强度芳烃含量与 API 比 重度成反比的原理,通过三维荧光光谱图特征相定量参数,可以进行原油 API大小计算和热熟度评价8 (图6) 。样根据上述原理,如果在钻井剖面中连 续进行三维荧光光谱分析,将发现随着钻井深度的增加,在有机质由未成熟向成熟阶段转化 时,三维荧光谱强逐渐增加,样品成熟度 增加,有机质热降解增强,原油产率增加;生物 标志物参数 R1 变小;而当有机质由成

9、熟向过 成熟化时,三维荧光谱强度变小,从而很 容易判断油气熟度界面(图7) 。(QF2E储颗粒附和烃量荧分技)图5 图(献7) ig.5 cheatic iagram sowing the oiwater inteface deteried by the 3D forececepectrum techiqeTSF1TSF2 三荧光谱量光数指标图 6 东营凹陷原油 TSF1TSF2 与生物标志物成熟度指标关系图(据献7)ig.6 orrelaton f TSF1 , TSF2 and the oarker aturity inicators f the crue oil fom onging D

10、preson图8 不同性质油样品不时间的三维荧光光谱特征分析对图8 不同性质油样品不时间的三维荧光光谱特征分析对比图,图 8a (1991 年分 析) 5b(1996 年分析) 是轻质原油,从图谱分 析,芳烃成分发生明显变化而较重质原油 的图谱形状(图8c5d) ,特征变化不明显,样品较为稳定从这一点以联想到气化探土壤 荧光分析中出现的种种问题,可能与样品保存 时间分析粒度分析温度等条件有关,从而为 今后的荧分析的完提供了思路。结论9图7 三维荧光光谱强度随钻井深度变化示意图(文献7)ig.7 cheatic iagram sowing the chanes of 3D florecece i

11、ntenity with drilling dpth综上述,通过对不同样品的三维荧光光谱的分析,可以进行油气信息识别油油对比、 油源对比油气聚方向分析地含油气信息预测油气储层别油气系统分等方面的 石油地质究工作;同理,三维荧光谱技术也 可以解决原油成熟度分析沉积环境分析等其 他石油地质方面的问题总之,随着研究的不 断深入,三维荧光光谱技术在油气勘探中将发挥重要作用。品的定性和异性分析8于轻芳烃具有一定的挥发性,随着样品保存方式和保存时间的不同会有一定的变化; 而中重质原油则较为稳定,保存方式得当,一 般没明显的变化9 (图 8) 因此,原油样品 的保真工作十分重要,在可能条件下采取低温冷冻方式

12、保存品或者接进行现分析。参 考献:李 武,雍克岚. 三维荧光光谱指纹技术应用研究J ,石油探开发,1996 ,23(4) ,333.费 琪.油体分析与模拟M. 北京:高等教育出版 社,2001.李 伟,济民,等.鲁番坳陷油田水地化特征及其石 油地意义J .油探开发. ,1994 ,21(5) :118.李 伟,里木地田水有机地球化学特征分类及其 石油质义J .石勘与开发,1995 ,22(6) ,335. 李 伟,小地,应用油田水地球化学及流体势追踪油 气运途径J .油探开发,1996 ,23(6) ,337. 李素梅,庞雄奇,刘可禹,等. 一种快速检测油包裹体的 新方法J .石油验质,200

13、6 ,28(4) ,38390.李素梅,雄奇,刘可禹,金之钧.东营凹陷原油储层吸 附烃全扫描荧光特征与应用J ,地质学报,2006 ,80 (3) ,43445.宋继梅,唐碧莲. 原油样品的三维荧光光谱特征研究J ,谱与光分析,2000 ,20(1) ,11118.1234567图8 不同原油样品不同时间的三维荧光光谱特征对比图ig.8 ontrast of the 3D florecece pectrum of fferent crude oil aples at fferent perods8file:/D|/我的资料/Desktop/新建文本文档.txtfile:/D|/我的资料/Desktop/新建文本文档.txtAppliance Error (configurat