王 巖 松

(中國石油大慶鉆探地質(zhì)錄井一公司)

0 引 言

海拉爾及外圍盆地錄井作業(yè)中常遇到原油油質(zhì)較輕，分布在巖石表面的原油短時間揮發(fā)掉的情況[1]，采用傳統(tǒng)的熒光普照和滴照分析方法，點滴氯仿在巖石表面覆蓋面積小，為使氯仿全面均勻覆蓋在巖石表面，需多頻次、大面積進行點滴，操作時間長、氯仿用量大，長時間接觸氯仿易對人體健康造成傷害[2]；同時，點滴頻次不夠易導致氯仿在巖石表面覆蓋不全面，對巖石孔隙中的原油萃取不全面等實際問題，帶來漏失含油顯示或巖石含油面積判斷不準確等后果。

為了保證錄井現(xiàn)場熒光分析的準確性，研制全密封的霧化噴照熒光儀，采用全密封氯仿霧化噴灑，使氯仿全面均勻地覆蓋在巖石表面，操作簡單、用時較短，達到噴灑覆蓋面廣、巖石孔隙原油萃取全面的效果，在保證及時準確發(fā)現(xiàn)和落實含油顯示的同時，降低氯仿?lián)]發(fā)對人體健康的影響。

1 系統(tǒng)設(shè)計

設(shè)計原則：(1)模塊化設(shè)計，安裝維護方便；(2)氯仿全密封操作；(3)輕量化，儀器重量輕且耐氯仿腐蝕性強；(4)符合錄井現(xiàn)場設(shè)備運行規(guī)范。

該熒光儀主要由氯仿全密封霧化噴灑裝置、自動排空裝置、可調(diào)觀察窗、可拆卸手持熒光燈、主箱體五部分組成。整體結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖1所示。整體結(jié)構(gòu)采用不銹鋼材料，液路管線和內(nèi)部密封墊采用聚四氟乙烯材料，具有耐腐性強、整體輕量、組裝方便快捷等優(yōu)點。

圖1 全密封霧化噴照熒光儀設(shè)計效果

1.1 氯仿全密封霧化噴灑裝置

該裝置主要由噴壺、霧化噴頭、噴灑角度調(diào)節(jié)裝置、液路管線和接頭組成。借助噴壺的扳把按壓產(chǎn)生帶壓力的氯仿液體脈沖，通過管線和接頭到達噴頭端，以霧化的狀態(tài)噴灑到巖屑上。在噴灑的過程中，可以通過角度調(diào)節(jié)裝置，調(diào)節(jié)氯仿噴灑的角度。

1.1.1 噴壺結(jié)構(gòu)

利用活塞運動產(chǎn)生真空，通過吸管抽取氯仿到腔體，同時利用活塞運動壓縮腔體空間產(chǎn)生壓力，將腔體內(nèi)的氯仿液體通過噴壺出口噴出。由于氯仿的強腐蝕性和見光揮發(fā)的特性，噴壺整體材料采用不銹鋼，內(nèi)部密封墊材料采用聚四氟乙烯。為了加工方便，將噴壺罐設(shè)計成圓柱體結(jié)構(gòu)；為了操作方便，將噴壺設(shè)計成按壓式的扳把結(jié)構(gòu)。具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 噴壺外觀以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計效果

1.1.2 霧化噴頭

噴壺按壓噴出液體是脈沖式，如果采用該方式直接通過管線噴在巖屑上面，由于噴灑面小且集中，大面積噴灑需花費很長時間，且效果不好。為了噴壺單次噴出就能產(chǎn)生大面積噴灑的效果，設(shè)計了專用的霧化噴頭，如圖3所示。該噴頭可以形成60°～90°范圍內(nèi)的霧化噴灑，在低壓下有較好的霧化噴灑效果。

圖3 霧化噴頭設(shè)計效果

1.1.3 噴灑角度調(diào)節(jié)裝置

巖屑較多時，需要噴灑的巖屑面積較大，單一角度的噴灑無法保證巖屑都被氯仿噴灑到。為了能夠獲得全面積的噴灑，設(shè)計了專門的噴灑角度調(diào)節(jié)裝置(圖4)，調(diào)節(jié)裝置主要由圓球、關(guān)節(jié)軸承、安裝固定架、軸承固定環(huán)組成，調(diào)節(jié)時，手握圓球，通過調(diào)節(jié)關(guān)節(jié)軸承實現(xiàn)噴灑角度的調(diào)節(jié)。

圖4 噴灑角度調(diào)節(jié)裝置設(shè)計效果

1.2 自動排空裝置

在噴灑過程中，會有很多的氯仿?lián)]發(fā)到箱體內(nèi)部，因此設(shè)計了專門的氯仿自動排空裝置，將揮發(fā)的氯仿快速排出。該部分主要由風扇、風道、排空管線組成；將風道設(shè)計成了錐形結(jié)構(gòu)(圖5)，同時選用相對大功率的風扇，有利于揮發(fā)氯仿的快速排出。

圖5 氯仿自動排空裝置設(shè)計效果

1.3 可調(diào)觀察窗

為了實現(xiàn)箱體密封和細微熒光的觀察，設(shè)計了專門的軌道式放大鏡觀察(圖6)。該部分主要由軌道、放大鏡及其固定件組成，安裝在箱體內(nèi)部，通過觀察窗下面兩端的碰扣實現(xiàn)放大鏡的定位固定，放大鏡的放大倍數(shù)為7倍。軌道式結(jié)構(gòu)設(shè)計方便了放大鏡和肉眼觀察的快速切換。

圖6 可調(diào)觀察設(shè)計效果

1.4 可拆卸手持熒光燈

該部分主要由熒光燈管、鎮(zhèn)流器、固定結(jié)構(gòu)及把手組成(圖7)，可實現(xiàn)手持方式直接觀察巖屑或巖心，為了手持方便，設(shè)計了專用把手。該模塊與主箱體連接固定采用扣鎖方式，方便安裝拆卸。

圖7 可拆卸手持熒光燈設(shè)計效果

1.5 主箱體結(jié)構(gòu)

采用傳統(tǒng)的熒光儀箱體結(jié)構(gòu)，前開門方便放置和取出巖屑盤；底部采用抽板結(jié)構(gòu)，方便安裝拆卸，同時方便將設(shè)備直接放在巖心或巖屑上進行觀察；箱體側(cè)面開一圓孔，方便觀察過程中用手轉(zhuǎn)動巖心；考慮到觀察方便，將觀察窗設(shè)計成側(cè)坡45°角和頂部弧形結(jié)構(gòu)。

2 現(xiàn)場應(yīng)用

該全密封霧化噴照熒光儀目前已在海拉爾及外圍盆地多口井錄井現(xiàn)場進行了推廣應(yīng)用，操作方便快捷，氯仿用量少，只需要噴灑3～5次，氯仿用量1～2 mL，就能全面均勻覆蓋整盤巖屑，巖石孔隙原油萃取全面，熒光檢查效果良好，如圖8所示。傳統(tǒng)滴照操作相對繁瑣，氯仿用量大，覆蓋整盤巖屑需滴管吸取氯仿達15～20次，氯仿用量達8～10 mL，且滴照后巖屑表面氯仿分布不均勻，未附著氯仿區(qū)域未見熒光，如圖9所示。

全密封霧化噴照熒光儀很好地解決了輕質(zhì)油易揮發(fā)、含油顯示不易及時發(fā)現(xiàn)和落實的難題，在現(xiàn)場應(yīng)用中油氣顯示發(fā)現(xiàn)率為100%，為準確解釋評價油氣層提供了技術(shù)支持和有力保證。同時，該設(shè)備節(jié)省了操作時間和氯仿用量，降低了人工成本和物料成本，降低了氯仿?lián)]發(fā)對人體健康的影響，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

圖8 噴照熒光觀察效果

圖9 傳統(tǒng)滴照熒光觀察效果

3 結(jié)束語

全密封霧化噴照熒光儀對輕質(zhì)油層發(fā)現(xiàn)和落實作用明顯，效果突出，很好的彌補了傳統(tǒng)熒光普照和滴照錄井方法存在的不足，對準確解釋評價油氣層提供了技術(shù)支持，同時顯著降低了氯仿?lián)]發(fā)對人體健康的影響，可推廣應(yīng)用到國內(nèi)類似輕質(zhì)油藏的錄井現(xiàn)場。