Люминесцентно-битуминологический анализ

Анализ основан на свойстве битумоидов при их облучении ультрафиолетовыми лучами испускать “холодное” свечение, интенсивность и цвет которого позволяют визуально оценить наличие и качественный состав битумоида в исследуемой породе.

Обнаружение, первичная диагностика и выяснение характера распределения битуминозных веществ в горной породе включают: визуальный просмотр шлама (керна) на присутствие битумоидов; капельно-люминесцентный анализ для определения качественного состава и количественного содержания битумоидов в шламе (керне).

Для визуального просмотра из пробы шлама отбираются сухие частицы основной породы, не загрязненные буровым раствором, и просматриваются под люминесцентным осветителем. Присутствие битумоидов обнаруживается по свечению углеводородов, находящихся в порах и трещинах горных пород, вызванному облучением ультрафиолетовыми лучами.

При добавках в буровой раствор нефти или других люминесцирующих веществ частицы шлама или кусочки керна разламываются и просматриваются в свежем изломе под люминесцентным осветителем при 7-10-кратном увеличении. При визуальном просмотре отмечаются цвет, размер и интенсивность люминесценции битуминозных веществ, а также взаимное расположение битуминозных компонентов между собой. Цвета люминесценции, наблюдаемые при визуальном просмотре, обычно отличаются меньшим разнообразием (голубые, синие, беловато-голубые, беловато-желтые), чем при проведении капельно-люминесцентного анализа.

Размер и интенсивность люминесценции битуминозных веществ зависят от индивидуальных свойств изучаемых веществ и интенсивности возбуждающего света. Учитывая последнее, необходимо по всему исследуемому разрезу применять однотипную аппаратуру со стандартными источниками ультрафиолетовых лучей (λ = 366 нм) и светофильтрами (УФС-3, УФС-6).

После визуального просмотра шлама производится капельно-люминесцентный анализ, для чего отбирается 5-7 г сухих частиц шлама основной породы. Шлам измельчается в ступке и просеивается через сито с размерами отверстий 0,25 мм.

Для анализа целесообразно брать навеску пробы 1,0 г. При навесках 0,1-0,5 г происходит более полная экстракция битуминозных веществ, однако возможны ошибки при определении концентрации битумоидов (за счет неточности при взвешивании навесок). При навесках 2 г и более возникает опасность неполного извлечения битуминозных веществ и удлиняется процесс экстрагирования.

Навеска помещается в виде конуса на предварительно обработанный хлороформом лист фильтрованной бумаги. На вершину конуса наносятся из пипетки 20 капель хлороформа, который, вынимая из породы битумоиды, образует на поверхности бумаги пятно диаметром 1-3 см. После испарения растворителя (8-10 мин) порошок с бумаги удаляется и в ультрафиолетовых лучах оценивается интенсивность свечения пятна и цвет люминесценции (табл. 9.).

Классификация битумоидов по люминесцентной характеристике капиллярных вытяжек

Таблица 9.

Группа	Цвет люминесценции капиллярных вытяжек	Состав битумоида	Тип битумоида
1	Беловато-голубые тона разной интенсивности	Углеводородные флюиды, не содержащие смол и асфальтенов	Легкий битумоид(ЛБ)
2	Белый, голубовато-желтый, беловато-желтый	Нефть и битумоиды с низким содержанием смол, с незначительным содержанием или отсутствием асфальтенов	Маслянистый битумоид(МБ)
3	Желтый, оранжево-желтый до светло-коричневого	Нефти и битумоиды с содержанием масел более 60%, асфальтенов 1-2%	Маслянисто-смолистый битумоид (МСБ)
4	Оранжево-коричневый, светло-коричневый, коричневый	Битумоид и нефти с повышенным содержанием асфальтенов (3-20%)	Смолистый битумоид (СБ)
5	Темно-коричневый, зеленовато-коричневый, красно-коричневый, черно-коричневый, черный	Битумоид с содержанием асфальтенов более 20%	Смолисто-асфальтеновый битумоид (САБ)

Кроме типов битумоидов по капиллярным вытяжкам определяется наличие других веществ (табл. 10.):

Таблица 10

Визуальные признаки	Тип вещества
1. Черные нелюминесцирующие частицы на поверхности фильтра	Углерод
2. Воскообразный налет	твердые парафины
3. Темные нелюминесцирующие полоски с желтоватым блеском при дневном свете	Сера

 

Для количественной оценки содержания битумоидов в исследуемой пробе в полевых условиях используется пятибалльная система (табл. 11.).

Количественная оценка содержания битумоидов

Таблица 11.

Форма люминесцирующего участка	Характеристика участка	Балл
	Ровное пятно	5
	Неровное пятно, толстое кольцо	4
	Тонкое кольцо	3
	Тонкое (”рваное”) кольцо	2
	Точки	1

К отрицательным факторам, влияющим на снижение информативности люминесцентно-битумологического анализа, относятся добавки в буровой раствор нефти и бурение с применением известково-битумных растворов (ИБР).

При добавках в буровой раствор нефти необходимо провести ее люминесцентный анализ, Чистой стеклянной палочкой капля нефти наносится на фильтровальную бумагу (удобнее круглый фильтр). После просыхания капли фильтрованная бумага просматривается в ультрафиолетовых лучах люминескопа. При осмотре отмечаются цвет люминесценции, наличие в центре темной зоны, цвет и характер окантовки пятна. В зависимости от соотношения в нефти смолисто-асфальтеновых компонентов и легких фракций изменяется цвет люминесценции пятна: тяжелые нефти с большим содержанием смолисто-асфальтеновых компонентов – темно-коричневые, коричневые, оранжево-коричневые цвета; легкие малосмолистые нефти – беловато-голубой цвет пятна. Результаты люминесцентного анализа проб шлама и нефти сравнивают между собой. Если цвета люминесценции пятин капиллярной вытяжки и нефти на фильтровальной бумаге идентичны, необходимо привлечь максимум информации по результатам других методов анализа исследуемого образца (газовый анализ, пористость и др.) для решения вопроса о причинах наличия в пробе битумоидов.

При бурении с применением ИБР и отмывкой шлама с применением дизтоплива ЛБА проводится только на образцах керна.

Люминесцентно-битумологический анализ необходимо проводить только в вытяжном шкафу.

В начало