利用同步熒光光譜總面積積分法確定原油質量濃度

王波

摘 要：類比三維熒光光譜技術中三維熒光光譜總體積積分法同時測定多組分質量濃度的方法，提出了基于同步熒光光譜技術的同步熒光光譜總面積積分法確定原油質量濃度的新方法。將其用于勝利油田孤北井區原油樣品的質量濃度定量，結果表明：原油質量濃度與熒光強度總面積積分值在高、低兩個質量濃度段上均呈雙對數線性關系（亦即乘冪關系）。

關鍵詞：同步熒光光譜；Monte-Carlo積分；質量濃度；熒光錄井；原油

在定量熒光分析技術中，同步熒光光譜技術和三維熒光光譜技術都是近年來快速發展的熒光光譜技術[1～2]。同步熒光光譜技術具有光譜簡單、譜帶窄化、重疊少、散色光干擾小、操作方便和費用低等優點[3～5]，這使得同步熒光光譜技術比三維熒光光譜技術更適應于錄井現場快速便捷的要求[5～8]。

1同步熒光光譜技術簡介

1971年Lloyd[3]首先提出了同步熒光光譜技術。同步熒光法按光譜掃描方式的不同可分為恒（固定）波長法、恒能量法、可變角法和恒基體法[13]。常說的同步熒光光譜技術是指固定波長同步熒光光譜技術。固定波長同步熒光光譜采用固定波長差（發射波長-激發波長）方式掃描，實際上是以特殊的二維截面反映三維熒光光譜信息。

2同步熒光光譜總面積積分法

同步熒光光譜總面積積分法的主要思路是：運用Monte-Carlo原理，選定熒光物質同步熒光光譜的某一特征區域后，構造一個發射波長-熒光強度平面，由計算機產生隨機點，將出現在熒光峰內的隨機點所對應的熒光強度累加起來得到的值稱面積值，利用面積值進行定量分析。應用該方法隨機誤差被抑制，大大增加了信噪比，因此提高了靈敏度[1，12]。

熒光錄井中，由于同一井區內相同質量濃度的原油在相同萃取劑、相同掃描波長差下得到的同步熒光光譜重復性極好[10]，因此，可以通過測量標準樣品的同步熒光光譜圖，分別建立該井區原油質量濃度的工作曲線，然后測量待測樣品的同步熒光光譜，再用同步熒光光譜總面積積分法計算其熒光強度總面積積分值，依據工作曲線確定其質量濃度。還可依據熒光系列對比級別與含油質量濃度的關系，計算熒光系列對比級別。

3應用實例

文獻[9]用正己烷作萃取劑，獲得勝利油田孤北363井區不同質量濃度原油樣品在固定波長差Δλ= 40 nm條件下的同步熒光光譜，各光譜曲線對應質量濃度為：2.0，1.0，5×10-1，2.5×10-1，1.3×10-1，3.9×10-3，1.7×10-2，7.8×10-3，6.3×10-2，3.1×10-2g/L。

為了保證同步熒光光譜信息的完整性，使得提取的同步熒光光譜信息更加豐富，積分區間應該涵蓋熒光峰，大小適中即可。

將上述質量濃度分成高、低兩個質量濃度段，分別為3.1×10-2—1.3×10-1 g/L和2.5×10-1—2.0g/L， 分別運用同步熒光光譜總面積積分法，積分區間均為285—700nm，得到原油質量濃度與熒光強度積分總面積的關系。

值得指出的是，確定待測樣品的質量濃度時，需先結合其峰位特征，確定其屬于哪個質量濃度段，再用公式計算其質量濃度。

4結論及建議

（1）類比三維熒光光譜總體積積分確定質量濃度的方法，提出了同步熒光光譜總面積積分法。原油質量濃度與熒光強度總面積積分值在高、低兩個質量濃度段上均呈雙對數線性關系（亦即乘冪關系）；

（2）通過對勝利油田孤北井區原油實測同步熒光光譜資料的應用，結果表明同步熒光光譜總面積積分法在質量濃度定量范圍和精度上都取得了顯著效果；

（3）同步熒光光譜總面積積分法充分利用了光譜信息，有效抑制了隨機誤差。鑒于同步熒光光譜技術操作的便捷性及其與三維熒光光譜指正的一致性，錄井現場可用同步熒光光譜分析代替三維熒光光譜分析；

（4）同步熒光光譜總面積積分法不僅適應于原油質量濃度的定量，還可以用于其他物質質量濃度的定量。

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