定量荧光培训资料.ppt

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1、定量荧光技术培训资料目录一.定量荧光分析技术的发展过程二.QFA定量荧光分析仪的原理三.QFA定量荧光分析仪软件功能介绍 1.QFA二维定量荧光分析仪软件功能介绍 2.QFA-3DI型定量荧光分析仪软件功能介绍四.定量荧光资料解释及应用定量荧光分析技术的发展过程 石油组成中的油质、沥青质等在紫外光的照射下，能发出一种特殊光亮的现象，称为石油的荧光性。这是石油的特性，而不同石油的这一特性又往往表现在亮度及颜色的差别上。根据荧光的亮度可测定石油的含量，根据发光的颜色可测定石油的组成成分。这就是荧光录井的基本原理。定量荧光分析技术的发展过程 紫外灯紫外灯 常规荧光录井方法起源于二十常规荧光录井方法起

2、源于二十世纪三十年代，我国的荧光录井方世纪三十年代，我国的荧光录井方法是法是5050年代初从苏联引进的，在荧年代初从苏联引进的，在荧光灯下肉眼观察岩屑颜色和强弱光灯下肉眼观察岩屑颜色和强弱,定定性的给出荧光级别性的给出荧光级别。定量荧光分析技术的发展过程 一维石油荧光分析仪一维石油荧光分析仪 9090年代初美国德士古公司开发了年代初美国德士古公司开发了QFTQFT荧荧光分析仪，既所谓的一维型仪器。国内很多光分析仪，既所谓的一维型仪器。国内很多家录井公司开始引进此仪器。同时上海润辰家录井公司开始引进此仪器。同时上海润辰公司也开发了公司也开发了LYCLYC型一维仪器，它解决了轻质型一维仪器，它解决

3、了轻质油荧光肉眼观测不到的难题，使得轻质油层油荧光肉眼观测不到的难题，使得轻质油层不易丢失。但它的缺点是单点激发单点接收，不易丢失。但它的缺点是单点激发单点接收，不能体现各种油质的图谱特征。不能体现各种油质的图谱特征。定量荧光分析技术的发展过程 二维石油荧光分析仪 1997年中国石油天然气集团公司立项开始研制具有图谱特征的二维荧光分析仪，也就是OFA荧光分析仪的诞生。它是中石油自我保护具有独立知识产权，中石油新技术推广中指定探井使用的产品，是中国石油天然气股份公司石油工业油田化学质量监督检验中心检测各类钻井液添加剂荧光类的指定设备。它的特点是：克服紫外灯观察不到轻质油这一缺它的特点是：克服紫外

4、灯观察不到轻质油这一缺陷，使得轻质油层不易漏失；采用正己烷做为萃取液替代陷，使得轻质油层不易漏失；采用正己烷做为萃取液替代QFTQFT的异丙醇和常规录井的氯仿和四氯化碳，使荧光分析灵的异丙醇和常规录井的氯仿和四氯化碳，使荧光分析灵敏度提高敏度提高10103535倍；自动扣除钻井液添加剂的荧光干扰；以倍；自动扣除钻井液添加剂的荧光干扰；以图谱的形式比较全面的反映了各种油质和添加剂的全貌。它图谱的形式比较全面的反映了各种油质和添加剂的全貌。它的直观、简单耐用，在全国各油田、研究单位迅速得到推广的直观、简单耐用，在全国各油田、研究单位迅速得到推广应用。应用。定量荧光分析技术的发展过程 三维石油荧光分

5、析仪 2000年左右国内录井界开始关注三维荧光分析仪，先后石油大学开发了PDQFL-2001三维分析仪和美国德士古的TSF全三维扫描仪器。它的激发波长可变，形成样品的指纹图和立体图，对样品进行精细分析，尤其对添加剂的区分比较明显。但仪器精密、结构复杂，更适合室内应用，增加了现场应用和解释的难度。定量荧光分析技术的发展过程常规荧光录井的局限性主要表现在：常规荧光录井的局限性主要表现在：（1 1）常规荧光灯是用波长）常规荧光灯是用波长365nm365nm的紫外光照射石油，不能充分激发的紫外光照射石油，不能充分激发轻质油的荧光。轻质油的荧光。（2 2）用肉眼观察只能看到可见光，而轻质油、煤成油、凝析

6、油发出）用肉眼观察只能看到可见光，而轻质油、煤成油、凝析油发出的荧光多为波长小于的荧光多为波长小于400nm400nm的不可见光，因此常规荧光录井容易漏掉轻的不可见光，因此常规荧光录井容易漏掉轻质油、煤成油和凝析油显示层。质油、煤成油和凝析油显示层。（3 3）常规荧光录井用氯仿或四氯化碳浸泡进行系列对比，而氯仿对）常规荧光录井用氯仿或四氯化碳浸泡进行系列对比，而氯仿对人体健康有害，四氯化碳对荧光有猝灭作用，降低检测灵敏度。人体健康有害，四氯化碳对荧光有猝灭作用，降低检测灵敏度。（4 4）常规荧光录井不能消除泥浆中荧光类有机添加剂的荧光干扰，）常规荧光录井不能消除泥浆中荧光类有机添加剂的荧光干扰

7、，在特殊施工井中影响地质资料的准确录取。在特殊施工井中影响地质资料的准确录取。定量荧光分析技术的发展过程 目前，国内油田应用的主流仪器是二维目前，国内油田应用的主流仪器是二维定量荧光分析仪定量荧光分析仪,其在消除钻井液污染，有效其在消除钻井液污染，有效识别轻质油等方面发挥了较大作用。油田系识别轻质油等方面发挥了较大作用。油田系统采用定量荧光分析技术，自统采用定量荧光分析技术，自19981998年初至今，年初至今，取得了可喜的应用效果。主要体现在一下几取得了可喜的应用效果。主要体现在一下几个方面：个方面：定量荧光分析技术的发展过程1.1.消除钻井液污染，有效识别油层消除钻井液污染，有效识别油层2

8、.2.有利于发现轻质油，特别适合探井微量显示的轻质有利于发现轻质油，特别适合探井微量显示的轻质 油层油层 3.3.对油气层进行评价对油气层进行评价4.4.为油源评价提供新的解释资料为油源评价提供新的解释资料5.5.有效区分不同层系的含油性质有效区分不同层系的含油性质6.6.为现场施工决策提供及时依据为现场施工决策提供及时依据7.7.储层评定储层评定8.8.对低阻油藏的认识有所提高对低阻油藏的认识有所提高定量荧光分析的原理一一.荧光的产生荧光的产生 具有荧光性的物质分子吸收光能后发生能量跃迁处于不稳定的激发态,处于激发态的分子会放出光子重新回到分子基态,这就是荧光的产生过程.分子基态分子激发态分

9、子基态吸收光能发出光子（荧光）QFA定量荧光分析仪的原理二二.郎伯郎伯-比尔定律比尔定律 在低浓度时，所测样品的荧光强度和浓度成线性并且是正比关系，当浓度过高时产生非线性，再高时出现“猝灭”现象.即:C=KF+b F-荧光强度 C-荧光物质的浓度QFA定量荧光分析仪的原理荧光强度(F)和含油浓度(C)之间的线形关系图:据测定:二维的线形关系:040mg/L三维的线形关系:080mg/LQFA定量荧光分析仪的原理“猝灭”现象 荧光分析专家认为：只有在稀溶液里才能忽略分子间的相互影响，这样吸光度才能和浓度存在线性且是正比例关系，只有满足这一条件才能得出准确的测量结果。其测得数据才能用作“定量分析”

10、。认为对溶液的稀释是浪费溶液和工作繁杂的观点将导致测量数据失去科学性，测得结果是不准确的，不可能达到“定量”的目的。QFA定量荧光分析仪的原理三三.定量荧光分析仪的计算原理定量荧光分析仪的计算原理:1.首先选定一个已知原油样品作为待进行荧光录井的井的标准油样，标准油样的 选择原则一般是：产自与待录井的地理位置最近，待钻探的目的层位和地质年 代相同的油样.2.用选取的标准油样配制几个不同浓度的标准样品,扫描后得到不同的荧光强度值.例如:QFA二维荧光分析仪 QFA-3DI 三维荧光分析仪 浓度荧光强度5mg/L 1510mg/L 3015mg/L 4320mg/L 6225mg/L 78浓度荧光

11、强度10mg/L12020mg/L24030mg/L37040mg/L49050mg/L610QFA定量荧光分析仪的原理3.编制标准曲线方程 利用最小二乘法回归荧光强度和含油浓度的线形方程,如4.扫描正式岩屑样品 扫描可得出岩屑样品的荧光强度F,通过标准曲线方程可计算出含油浓度C.5.计算出荧光级别 n=15-(4-logC)/0.301 其中:C=C N C 仪器给出的含油浓度，mg/L N 稀释倍数 n-荧光级别原油浓度C(mg/L)10000500025001250625312.5156.378.1荧光对比级n 15141312111098原油浓度C(mg/L)3919.59.84.92

12、.41.20.6荧光对比级n7654321QFA二维定量荧光分析仪软件功能介绍一.工作原理灯源254nm滤光片样品样品接收光栅检测器信号处理显示QFA二维定量荧光分析仪软件功能介绍 通过用户反馈回来的意见,我们对二维软件进行重新编写并且经过多次的修改,使软件的操作更方便快捷.与老软件相比,新软件加入了自动扣除背景,可调基线,自动保存,手动设定抓峰范围,油性指数的自动计算,积分面积的计算等,并且图谱以数据库的格式进行保存,操作界面更加简洁明了,为后期资料解释提供了新的的可参考数据.QFA二维定量荧光分析仪软件功能介绍二维软件操作界面QFA二维定量荧光分析仪操作流程QFA二维定量荧光分析仪操作流程

13、图扣除泥浆背景值选取标准油样配置标准样品扫描标准样品扫描正式样品标定曲线配制泥浆样品扣除分析试剂资料解释QFA二维定量荧光分析仪操作一.配制标准样品1.用万分之一的天平称取0.010g,加分析试剂至10ml,浸泡15分钟,此样品浓度为1000mg/L2.从1000mg/L的样品中用微量取液器取50ul,加分析试剂至10ml 以此类推,分别取100ul、150ul、200ul、250ul,分别加分析试剂至10ml.这样配制的样品浓度分别为5mg/L、10mg/L、15mg/L、20mg/L、25mg/L.QFA二维定量荧光分析仪操作二二.扫描标准样品扫描标准样品1.扫描标准样品时,先从最大浓度2

14、5mg/L扫描,选择一个合适的放大倍数,使最大浓度样品的峰值出现在75左右.2.依次将其他浓度的标准样品扫描,保存图谱3.用相同的放大倍数扫描一个分析试剂的图谱4.从标准样品图谱中扣除分析试剂的图谱5.编制标定曲线QFA二维定量荧光分析仪操作(1)编制标定曲线新命名一条曲线,并将波长及放大倍数填入.注意注意:波长的填写要与标准样品的最高峰位置相同,放大倍数 与检测标样时所用的一致.QFA二维定量荧光分析仪操作(2)绘制标定曲线将不同浓度的标准样品的荧光强度值读入.QFA二维定量荧光分析仪操作三.正式样品的配制按地质挑取砂样,用滤纸吸干水分,用研钵研碎,称取1g放入5ml的分析试剂中浸泡15分钟

15、,即可上机扫描.上机扫描时遇到以下2种情况需要对样品进行稀释(1)浸泡的样品有颜色(2)扫描时最高峰超出测量范围稀释方法:n=V2/V1X1000V2-加试剂到多少ml V1-从原始样品中吸取多少uln-稀释倍数QFA二维定量荧光分析仪操作四.泥浆添加剂样品的配制首先取上部井段没有显示的白砂子,将白砂子用当前泥浆浸泡一个迟到时间,将白砂子洗净擦干后称取1克放入试管加分析试剂5ml浸泡30分钟后,扫描所得的图谱即为正式样的背景值.稀释方法与正式样品相同.QFA二维定量荧光分析仪操作五.泥浆添加剂荧光级别的测定:1.计算稀释倍数:泥浆添加剂的稀释倍数k=泥浆的加量/12.将泥浆药品配制成1000m

16、g/L的样品3.对样品进行测试,如果过浓,再稀释n倍,此时的稀释倍数应为nXkQFA二维定量荧光分析仪操作六六.背景图谱的差减背景图谱的差减 为了真实的得到待测定物质的荧光级别,必须将有干扰的荧光物质的峰值从原始图谱中扣除.一般具有干扰的荧光物质分为:(1).分析试剂的散射峰.(2).有荧光的泥浆添加剂.其中包括泥浆添加剂,原油等 QFA二维定量荧光分析仪操作(1)背景图谱库的建立QFA二维定量荧光分析仪操作(2)图谱差减 原始数据图谱-背景图谱=正式样品的真实值QFA二维定量荧光分析仪操作七.QFA二维定量荧光数据解释QFA二维定量荧光分析仪操作从图谱的数据中直观上能看出:(1)油质轻质油出

17、峰范围:300340中质油出峰范围:340370重质油出峰范围:370以上(2)含油浓度及荧光级别(3)油性指数非直观的数据有:(1)从峰形上有时可看出是否受到干扰(2)不同类型的油质峰形不同,例如:油层和气层的峰形QFA二维定量荧光分析仪操作如何计算油性指数?油性指数=中质峰荧光强度/轻质峰荧光强度QFA-3DI型定量荧光分析仪软件介绍 QFA-3DI型定量荧光分析仪的配样方法与过程基本与QFA二维定量荧光分析仪的方法基本相同.唯一不同点:由于线形范围的不同,配制标准样品最高浓度也不相同二维配制的最大浓度最高可配到25mg/L.三维的最大浓度可达到40mg/L.其他样品配制方法全部相同.二维

18、 三维浓度荧光强度5mg/L 1510mg/L 3015mg/L 4320mg/L 6225mg/L 78浓度荧光强度10mg/L12020mg/L24030mg/L37040mg/L49050mg/L610QFA-3DI型定量荧光分析仪软件介绍QFA-3DI数据采集界面QFA-3DI型定量荧光分析仪软件介绍QFA-3DI数据分析界面可从三维图谱中调出多条二维曲线进行分析.QFA-3DI型定量荧光分析仪软件介绍三维软件也具有二维的扫描功能将激发波长EX范围设为定值,如:EX=320320,EM=200500,扫描图形如下:QFA-3DI型定量荧光分析仪软件介绍一.标定曲线 要点:QFA-3DI

19、型定量荧光分析仪标定曲线必须填入激发波长EX和接收波长EM.QFA-3DI型定量荧光分析仪软件介绍图谱加减QFA-3DI型定量荧光分析仪软件介绍图谱加减 磺化沥青指纹图磺化沥青指纹图+中质油中质油 磺化沥青指纹图磺化沥青指纹图QFA-3DI型定量荧光分析仪软件介绍三维数据解释资料解释定量荧光的资料解释:1.现场发现油气显示2.判断油气层3.汇总数据划分出区块的解释图版.参考数据注注：个人认为，因为这只是个征求意见稿，解释标准可能不很符合各油田实际情况，最好自行总结。解释图版1图版2其中ic为孔隙度。Ic测量方法：如岩屑不碾磨前测得含油浓度C1 檫干后碾磨测得含油浓度C2 则 IC=C1/（C1+C2）