一种基于荧光寿命确定原油组分及其赋存状态的方法技术

本发明专利技术提供了一种基于荧光寿命确定原油组分及其赋存状态的方法，所述方法包括：（1）制备包括标准组分涂片和岩石薄片的待测样品；（2）利用荧光寿命成像模式对待测样品进行扫描，获取待测样品的荧光寿命数据；（3）选择492nm波长的激光作为激发光源，选择xyz扫描模式，接收520nm

【技术实现步骤摘要】
一种基于荧光寿命确定原油组分及其赋存状态的方法


[0001]本专利技术涉及一种确定泥页岩和砂岩的原油组分及其赋存状态的方法。

技术介绍

[0002]随着能源需求的日益攀升和常规油气资源的持续消耗，油气资源供不应求，非常规油气逐渐成为油气增长的接替领域，其中页岩油气等非常规油气是最现实的接替领域之一，而储层中原油不同组分的赋存特征对于油气勘探和开发、提高采收率具有重要意义。以往对原油中组分的研究通常采用柱层析法将原油中的组分分离出来测量其含量，上述柱层析法存在三方面局限性：一是该方法需通过抽提法将原油从岩石中淋洗烘干，此过程中有大量的组分因抽提温度和烘干温度而发生逸失；二是该方法中组分之间的分离界限因溶剂用量及实验操作的不同而存在明显的测量误差；三是该方法无法直接在岩石中定量表征其在岩石中的三维赋存状态特征，无法确定不同组分与孔隙特征的关系。

技术实现思路

[0003]为了解决
技术介绍
中所提到的技术问题，本专利技术提供一种基于荧光寿命确定原油组分及其赋存状态的方法，该方法在保持岩石样品原始状态的情况下，应用激光共聚焦的荧光寿命成像模式观测泥岩中原油族组分三维分布特征，为岩石样品内原油族组分的含量、三维空间分布状态、各族组分与孔隙、透明矿物的分布关系进行表征提供了一种可行可靠的方法。
[0004]本专利技术的技术方案是：该种基于荧光寿命确定原油组分及其赋存状态的方法，包括如下步骤：第一步，制备包括标准组分涂片和岩石薄片的待测样品；第二步，利用荧光寿命共聚焦显微镜的荧光寿命成像模式对待测样品进行扫描，获取待测样品的荧光寿命数据体；第三步，选择492nm波长的脉冲激光作为激发光源，选择xyz扫描模式，接收520nm
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740nm范围的数据体，通过透射光和反射光确定出岩石薄片中岩样孔隙及透明矿物分布特征，获得岩样孔隙及透明矿物分布图；第四步，将岩石薄片与标准组分的荧光寿命数据相比较，按照比较结果确定出岩石薄片中的组分，得到岩石薄片中原油组分分布图；第五步，将岩石薄片中原油组分分布图与经由第三步获得的岩样孔隙及透明矿物分布图按照测点的坐标进行匹配，得到岩石薄片中原油组分在岩石孔隙中的赋存状态。
[0005]优选地，第一步中，所述标准组分涂片待测样品的制备，是将原油中分离出的组分均匀涂抹在载玻片上以制成标准组分涂片待测样品，所述岩石薄片的待测样品的制备，是利用冷冻制片法在保证岩石薄片中的原油在原始状态不变条件下制备岩石薄片的待测样品。
[0006]优选地，第二步中，对待测岩石薄片进行扫描，接收荧光寿命为0.6
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2.5ns范围的
数据体，得到荧光寿命图像。
[0007]所述第四步按照如下路径进行，即，如果，岩石薄片与标准组分的待测样品的荧光寿命数据相比较，岩石薄片的待测样品的荧光寿命平均值在标准组分的待测样品中的某种组分的荧光寿命置信区间[μ
‑
σ，μ+σ]内，μ为平均值，σ为标准差，置信水平为0.683，即可确定测点物质为标准组分的待测样品中的原油中该组分。
[0008]对获取的标准组分涂片的荧光寿命数据分析可知，标准组分的荧光寿命服从正态分布X~N(μ,σ2)，其中μ为平均值，σ为标准差，置信区间为[μ
‑
σ，μ+σ],置信水平为0.683。
[0009]标准组分的μ值和σ值是通过对标准物质的荧光寿命分布进行拟合确定。
[0010]①
选择大于1000个测点荧光寿命数据，将荧光寿命的最大值和最小值作为统计区间，将统计区间等分成100小区间，统计1000个测点的荧光寿命数据在这统计区间的100个小区间中的数量，每个小区间的数量除以1000即得带该小区间的频率。
[0011]②
对这100个小区间的频率与对应的荧光寿命进行分布函数曲线拟合，选择拟合后R2（相关系数，即试验数据与拟合函数之间的吻合程度）最大的分布函数，实验中拟合的分布函数为正态分布函数，其相关系数最大（R2>0.999），见公式(1)。
[0012]ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（1）式中：y—频率，%；x—荧光寿命，ns；μ—荧光寿命平均值，ns;σ—标准差，ns。
[0013]③
根据拟合出的分布函数中的μ值和σ值确定标准组分的μ值和σ值。
[0014]通过荧光寿命确定出岩石薄片的待测样品中原油的各组分后，利用各组分与扫描空间的关系确定出各组分在扫描空间内的分布特征，从而得到岩石薄片的待测样品中原油组分分布图。
[0015]所述第五步中，将岩石薄片中原油组分分布图与经由步骤（3）获得的岩样孔隙及透明矿物分布图按照测点的坐标进行匹配，是指将相同测点坐标的岩石孔隙及透明矿物分布特征数据和孔隙中原油组分分布特征数据进行叠加，恢复待测岩石样品内原油族组分的含量、三维空间分布状态、各族组分与孔隙和透明矿物的分布关系。。
[0016]本专利技术具有如下有益效果：在非常规油气开采中，石油族组分研究对于石油开采方案的规划具有重要意义。本专利技术所述方法能够在保持岩石样品原始状态的情况下，对岩石样品内原油族组分的含量、三维空间分布状态、各族组分与孔隙、透明矿物的分布关系进行可靠表征，具有可视化、精确性以及无损性等优点。
[0017]附图说明：图1是基于荧光寿命分布确定原油中某组分示意图。
[0018]图2是原油中各组分的荧光寿命数据。其中，（A）饱和烃；（B）芳香烃；（C）沥青质。
[0019]图3 是岩样荧光寿命成像图。其中，(a)平面图，，(b)立体图，在实际生成的彩色图
片中，红色：饱和烃；绿色：芳香烃；蓝色：沥青质。
[0020]图4 是岩样矿物成像图。其中，(a)平面图，(b)立体图，在实际生成的彩色图片中，灰白色：矿物。
[0021]图5 是组分赋存状态类型图，其中，左：实测数据；右：理论模型和数学模型。其中，(a)游离态，(b)吸附态，在实际生成的彩色图片中，红色：饱和烃；绿色：芳香烃；蓝色：沥青质；灰白色：矿物。
[0022]图6 是岩样透射光和反射光成像数据体与岩样荧光寿命成像数据体叠加图。其中，(a)平面图，(b)立体图，在实际生成的彩色图片中，红色：饱和烃；绿色：芳香烃；蓝色：沥青质；灰白色：矿物。
[0023]具体实施方式：下面结合附图对本专利技术作进一步说明：荧光寿命是指分子受到光脉冲激发后返回基态之前在激发平均停留的时间。荧光寿命是荧光物质固有性质，其荧光物质结构是决定荧光寿命的主导因素，因此可通过原油组分的荧光寿命来确定原油中的组分。
[0024]下面给出本专利技术的一个具体实施例:样品来自松辽盆地。实验仪器：Leica
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STELLARIS，荧光寿命共聚焦显微镜。检测条件：镜头采用10倍镜头，数字放大0.75倍，像素尺寸541.58nm
ꢀ×ꢀ
541.58nm，扫描频率400Hz，采集条件Line Average 4次平均去噪，Fram本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于荧光寿命确定原油组分及其赋存状态的方法，包括如下步骤：第一步，制备包括标准组分涂片和岩石薄片的待测样品；第二步，利用荧光寿命共聚焦显微镜的荧光寿命成像模式对待测样品进行扫描，获取待测样品的荧光寿命数据体；第三步，选择492nm波长的脉冲激光作为激发光源，选择xyz扫描模式，接收520nm
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740nm范围的数据体，通过透射光和反射光确定出岩石薄片中岩样孔隙及透明矿物分布特征，获得岩样孔隙及透明矿物分布图；第四步，将岩石薄片与标准组分的荧光寿命数据相比较，按照比较结果确定出岩石薄片中的组分，得到岩石薄片中原油组分分布图；第五步，将岩石薄片中原油组分分布图与经由第三步获得的岩样孔隙及透明矿物分布图按照测点的坐标进行匹配，得到岩石薄片中原油组分在岩石孔隙中的赋存状态。2.根据权利要求1所述的一种基于荧光寿命确定原油组分及其赋存状态的方法，其特征在于：第一步中，所述标准组分涂片待测样品的制备，是将原油中分离出的组分均匀涂抹在载玻片上以制成标准组分涂片待测样品，所述岩石薄片的待测样品的制备，是利用冷冻制片法在保证岩石薄片中的原油在原始状态不变条件下制备岩石薄片的待测样品。3.根据权利要求1或2所述的一种基于荧光寿命确定原油组分及其赋存状态的方法，其特征在于：第二步中，对待测岩石薄片进行扫描，接收荧光寿命为0.6
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2.5ns范围的数据体，得到荧光寿命图像。4.根据权利要求3所述的一种基...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙先达，许承武，赵梦情，林炜丽，汤文浩，
申请(专利权)人：岩基电苏州精密仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：