利用太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)檢測(cè)巖石孔隙中原油含量的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種利用太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)檢測(cè)巖石孔隙中原油含量的方法，包括：制備若干個(gè)不同體積比的原油四氯化碳標(biāo)準(zhǔn)溶液；利用太赫茲時(shí)域光譜裝置對(duì)每一原油四氯化碳標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行檢測(cè)，獲取對(duì)應(yīng)的太赫茲時(shí)域光譜峰值；采用最小二乘法擬合生成體積比-峰值標(biāo)準(zhǔn)曲線；將待測(cè)巖石樣品浸泡在一定體積的四氯化碳溶劑中，生成待測(cè)樣品溶液，應(yīng)用太赫茲時(shí)域光譜裝置對(duì)待測(cè)樣品溶液進(jìn)行檢測(cè)，得到待測(cè)巖石樣品的太赫茲時(shí)域光譜峰值；將待測(cè)巖石樣品的太赫茲時(shí)域光譜峰值與體積比-峰值標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行比對(duì)，得到待測(cè)樣品溶液中的原油與四氯化碳的體積比；根據(jù)原油與四氯化碳的體積比，得到待測(cè)巖石樣品中的原油含量。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)對(duì)原油-含量的無損檢測(cè)。
【專利說明】利用太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)檢測(cè)巖石孔隙中原油含量的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種巖石孔隙中原油含量的檢測(cè)方法，尤其涉及一種利用太赫茲時(shí)域 光譜技術(shù)檢測(cè)巖石孔隙中原油含量的方法，具體的講，是一種應(yīng)用太赫茲波時(shí)域光譜峰值 構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)曲線檢測(cè)巖石孔隙中原油含量的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 太赫茲波（THz，Terahertz)通常是指頻率在0. ΙΤΗζ-ΙΟΤΗζ (波長(zhǎng)在300 μ m? 3mm)之間的電磁波，其波段在微波和紅外之間，屬于遠(yuǎn)紅外波段。太赫茲時(shí)域光譜系統(tǒng)是 一種相關(guān)探測(cè)技術(shù)，能夠同時(shí)獲得太赫茲脈沖的振幅和相位信息。與傳統(tǒng)光源相比，太赫茲 時(shí)域光譜具有瞬態(tài)性、指紋性、高穿透能力等許多獨(dú)特的性質(zhì)，因此太赫茲在能源、環(huán)保、安 檢、生物醫(yī)療領(lǐng)域都具有巨大的應(yīng)用價(jià)值。
[0003] 現(xiàn)有的巖石孔隙中原油含量的檢測(cè)方法一般有常壓干餾法、蒸餾抽提法、色譜法 及一維核磁共振法等，但是這些方法或多或少都存在一定的局限性。例如，常壓干餾法在干 餾過程中，由于蒸發(fā)損失、結(jié)焦或裂解等原因，干餾出的油量一般少于實(shí)際巖心的含油量； 蒸餾抽提法在抽提時(shí)特別是低滲透巖樣，需要非常長(zhǎng)的測(cè)量時(shí)間，且操作過程繁雜。
[0004] 迄今為止，還沒有運(yùn)用太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)來檢測(cè)巖石孔隙中原油含量的相關(guān)技 術(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是借助于太赫茲波能量低、分辨率高、掃描速度快、信噪比高、信息 量大以及可進(jìn)行無損傷檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，提供一種檢測(cè)結(jié)果可靠、操作簡(jiǎn)單的巖石孔隙中原油 含量的檢測(cè)方法。
[0006] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供一種利用太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)檢測(cè)巖石孔 隙中原油含量的方法，包括如下步驟：步驟1，制備若干個(gè)不同體積比的原油四氯化碳標(biāo)準(zhǔn) 溶液；步驟2,利用太赫茲時(shí)域光譜裝置對(duì)每一所述原油四氯化碳標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行檢測(cè)，獲取 對(duì)應(yīng)的太赫茲時(shí)域光譜峰值；步驟3,以所述原油四氯化碳標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積比為橫坐標(biāo)，對(duì) 應(yīng)的太赫茲時(shí)域光譜峰值為縱坐標(biāo)，采用最小二乘法擬合生成體積比-峰值標(biāo)準(zhǔn)曲線；步 驟4,將待測(cè)巖石樣品浸泡在一定體積的四氯化碳溶劑中，生成待測(cè)樣品溶液，應(yīng)用所述太 赫茲時(shí)域光譜裝置對(duì)所述待測(cè)樣品溶液進(jìn)行檢測(cè)，得到所述待測(cè)巖石樣品的太赫茲時(shí)域光 譜峰值；步驟5,將所述待測(cè)巖石樣品的太赫茲時(shí)域光譜峰值與所述體積比-峰值標(biāo)準(zhǔn)曲線 進(jìn)行比對(duì)，得到所述待測(cè)樣品溶液中的原油與四氯化碳的體積比；步驟6,根據(jù)所述待測(cè)樣 品溶液中的原油與四氯化碳的體積比，得到所述待測(cè)巖石樣品中的原油含量。
[0007] 進(jìn)一步地，在一實(shí)施例中，在所述步驟1中的原油與待測(cè)巖石樣品中的原油來自 于同一地域的含油區(qū)塊，即具有相同的物質(zhì)成分。
[0008] 進(jìn)一步地，在一實(shí)施例中，所述步驟1中制備若干個(gè)不同體積比的原油四氯化 碳標(biāo)準(zhǔn)溶液，包括：將脫水后的原油與四氯化碳均勻混合，制成體積比分別為0. 〇1、〇. 02、 0. 03、0. 04、0. 05、0. 06、0. 07、0. 08、0. 09、0. 1 的 10 個(gè)原油四氯化碳標(biāo)準(zhǔn)溶液。
[0009] 進(jìn)一步地，在一實(shí)施例中，所述原油四氯化碳標(biāo)準(zhǔn)溶液被分別置于 10mmX10mmX45mm、壁厚為1mm的標(biāo)準(zhǔn)石英比色皿中。
[0010] 進(jìn)一步地，在一實(shí)施例中，在所述步驟2中，利用太赫茲時(shí)域光譜裝置進(jìn)行檢測(cè)的 測(cè)試環(huán)境為：室溫，氮?dú)鈼l件，空氣濕度范圍為4% -40%。
[0011] 進(jìn)一步地，在一實(shí)施例中，在所述步驟2中，太赫茲輻射源發(fā)出的準(zhǔn)連續(xù)太赫茲波 經(jīng)平面鏡反射后入射到裝有所述原油四氯化碳標(biāo)準(zhǔn)溶液的樣品池上，透過所述樣品池的太 赫茲波通過聚焦透鏡后被探測(cè)器接收，得到所述原油四氯化碳標(biāo)準(zhǔn)溶液的太赫茲時(shí)域光譜 峰值。
[0012] 進(jìn)一步地，在一實(shí)施例中，在所述步驟4中，將所述待測(cè)巖石樣品置于一定體積的 四氯化碳溶劑中，充分萃取后，生成所述待測(cè)樣品溶液。
[0013] 進(jìn)一步地，在一實(shí)施例中，所述的太赫茲時(shí)域光譜裝置為透射式太赫茲時(shí)域光譜 裝直。
[0014] 進(jìn)一步地，在一實(shí)施例中，所述太赫茲波的范圍為0. ΙΤΗζ-4. ΟΤΗζ。
[0015] 本發(fā)明實(shí)施例的利用太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)檢測(cè)巖石孔隙中原油含量的方法，利用 太赫茲波對(duì)原油四氯化碳溶液進(jìn)行檢測(cè)，不會(huì)對(duì)人體、材料以及原油等造成損害，即可實(shí)現(xiàn) 無損檢測(cè)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根 據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例的利用太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)檢測(cè)巖石孔隙中原油含量的方 法流程圖；
[0018] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的太赫茲時(shí)域光譜裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 附圖標(biāo)號(hào)：
[0020] 1 :飛秒激光器；2 :分束器；3 :太赫茲福射源；4、7、9 :反射鏡；5 :樣品架；6 :聚焦 透鏡；8 :延時(shí)系統(tǒng)；10 :探測(cè)系統(tǒng)

【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0022] 大量理論和實(shí)驗(yàn)證明，來自同一區(qū)塊的原油（具有相同的物質(zhì)成分），在相同的測(cè) 量條件下，其四氯化碳溶液濃度與太赫茲時(shí)域光譜峰值存在線性關(guān)系，而且濃度越大對(duì)應(yīng) 的譜峰值越小。因此，利用上述方法建立某一區(qū)塊的原油四氯化碳溶液濃度（體積比）與 太赫茲時(shí)域光譜峰值間的標(biāo)準(zhǔn)曲線，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)該區(qū)塊儲(chǔ)層巖樣中原油含量的檢測(cè)。
[0023] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例的利用太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)檢測(cè)巖石孔隙中原油含量的方 法流程圖，如圖所示，本實(shí)施例的檢測(cè)方法包括：
[0024] 步驟S101，制備若干個(gè)不同體積比的原油四氯化碳標(biāo)準(zhǔn)溶液；步驟S102,利用太 赫茲時(shí)域光譜裝置對(duì)每一所述原油四氯化碳標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行檢測(cè)，獲取對(duì)應(yīng)的太赫茲時(shí)域光 譜峰值；步驟S103,以所述原油四氯化碳標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積比為橫坐標(biāo)，對(duì)應(yīng)的太赫茲時(shí)域 光譜峰值為縱坐標(biāo)，采用最小二乘法擬合生成體積比-峰值標(biāo)準(zhǔn)曲線；步驟S104,將待測(cè) 巖石樣品浸泡在一定體積的四氯化碳溶劑中，生成待測(cè)樣品溶液，應(yīng)用所述太赫茲時(shí)域光 譜裝置對(duì)所述待測(cè)樣品溶液進(jìn)行檢測(cè)，得到所述待測(cè)巖石樣品的太赫茲時(shí)域光譜峰值；步 驟S105,將所述待測(cè)巖石樣品的太赫茲時(shí)域光譜峰值與所述體積比-峰值標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行比 對(duì)，得到所述待測(cè)樣品溶液中的原油與四氯化碳的體積比；步驟S106,根據(jù)所述待測(cè)樣品 溶液中的原油與四氯化碳的體積比，得到所述待測(cè)巖石樣品中的原油含量。
[0025] 在本實(shí)施例中，步驟S101中的原油與待測(cè)巖石樣品中的原油來自于同一地域的 含油區(qū)塊，即具有相同的物質(zhì)成分。其中，在步驟S101中，將脫水后的原油與四氯化碳溶 劑一同置于刻度試管中，于此作為優(yōu)選方案，混合配制成體積比分別為〇. 01、〇. 02、0. 03、 0. 04、0. 05、0. 06、0. 07、0. 08、0. 09、0. 1的10個(gè)原油四氯化碳標(biāo)準(zhǔn)溶液。
[0026] 在步驟S102中進(jìn)行太赫茲時(shí)域光譜檢測(cè)時(shí)，測(cè)試環(huán)境為室溫、氮?dú)鈼l件下，空氣 濕度范圍為4% -40%，原油四氯化碳標(biāo)準(zhǔn)溶液分別被置于lOmmXIOmmX 45mm、壁厚為1mm 的標(biāo)準(zhǔn)石英比色皿中進(jìn)行太赫茲掃描；通過時(shí)域光譜獲取四氯化碳標(biāo)準(zhǔn)溶液的太赫茲波譜 峰值，所述標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積比見于步驟S101中。
[0027] 原油四氯化碳溶液的太赫茲?rùn)z測(cè)是在如圖2所示的透射式太赫茲時(shí)域光譜裝置 上進(jìn)行的，所述太赫茲波的范圍為〇. ΙΤΗζ-4. OTHz。如圖2所示，本實(shí)施例的太赫茲時(shí)域光 譜裝置主要由飛秒激光器1和太赫茲輻射系統(tǒng)組成。經(jīng)分束器2二分之一波片分束后，飛秒 激光器1發(fā)出的超短脈沖激光分成兩路互相垂直的超短脈沖激光，其中一路作為激發(fā)光， 一路作為探測(cè)光。實(shí)驗(yàn)時(shí)裝有被測(cè)巖石樣品的標(biāo)準(zhǔn)石英比色皿放置于反射鏡4和聚焦透鏡 6的樣品架5上進(jìn)行透射特性測(cè)量；太赫茲輻射源3發(fā)出的準(zhǔn)連續(xù)太赫茲波透過樣品后，攜 帶有樣品信息的太赫茲波經(jīng)反射鏡7反射后被探測(cè)系統(tǒng)10收集，通過相應(yīng)數(shù)據(jù)處理后便能 得到樣品的太赫茲時(shí)域光譜，讀取該時(shí)域譜的峰值。依次對(duì)各已知體積比的原油四氯化碳 標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)量，獲取各自的太赫茲時(shí)域光譜峰值后，運(yùn)用最小二乘法擬合出標(biāo)準(zhǔn)溶液 的體積比與峰值之間的關(guān)系曲線。
[0028] 將待測(cè)巖石樣品充分浸泡于一定體積比的四氯化碳中溶劑中，然后取出適量該溶 有待測(cè)巖石樣品的四氯化碳溶液（于此優(yōu)選3mL)置于標(biāo)準(zhǔn)石英比色皿中，通過圖2所示 的太赫茲時(shí)域光譜裝置測(cè)出其太赫茲時(shí)域光譜峰值，將此峰值與擬合好的標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行比 較，即可獲知該溶液中原油與四氯化碳的體積比，將該體積比乘上四氯化碳總體積便得到 所測(cè)巖樣的原油含量。
[0029] 應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案得到已知體積比的四氯化碳標(biāo)準(zhǔn)溶液的太赫茲時(shí)域光譜 的峰值，建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，作為檢測(cè)未知樣品的標(biāo)準(zhǔn)，與傳統(tǒng)的巖石孔隙原油含量檢測(cè)方法相 t匕，太赫茲技術(shù)具有掃描速度快、信息量豐富等特點(diǎn)，它對(duì)四氯化碳等非極性溶劑具有很強(qiáng) 的穿透力。而四氯化碳是一種常見的有機(jī)溶劑，也是良好的石油萃取劑，因此只需將待測(cè)巖 石充分浸泡于四氯化碳溶劑中，然后取出適當(dāng)四氯化碳溶液進(jìn)行太赫茲掃描，即可獲知巖 樣中原油的含量。另外，太赫茲波光子能量小，頻率為ITHz的光子對(duì)應(yīng)的能量只有幾毫電 子伏，因此利用太赫茲波對(duì)原油四氯化碳溶液進(jìn)行檢測(cè)，不會(huì)對(duì)人體，材料，原油造成損害， 即可做到無損檢測(cè)。本方法同樣適用于對(duì)儲(chǔ)層剩余油及殘余油的測(cè)量。
[0030] 本發(fā)明中應(yīng)用了具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例 的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員， 依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi) 容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1. 一種利用太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)檢測(cè)巖石孔隙中原油含量的方法，其特征在于，包括 如下步驟： 步驟1，制備若干個(gè)不同體積比的原油四氯化碳標(biāo)準(zhǔn)溶液； 步驟2，利用太赫茲時(shí)域光譜裝置對(duì)每一所述原油四氯化碳標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行檢測(cè)，獲取對(duì) 應(yīng)的太赫茲時(shí)域光譜峰值； 步驟3,以所述原油四氯化碳標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積比為橫坐標(biāo)，對(duì)應(yīng)的太赫茲時(shí)域光譜峰值 為縱坐標(biāo)，采用最小二乘法擬合生成體積比-峰值標(biāo)準(zhǔn)曲線； 步驟4,將待測(cè)巖石樣品浸泡在一定體積的四氯化碳溶劑中，生成待測(cè)樣品溶液，應(yīng)用 所述太赫茲時(shí)域光譜裝置對(duì)所述待測(cè)樣品溶液進(jìn)行檢測(cè)，得到所述待測(cè)巖石樣品的太赫茲 時(shí)域光譜峰值； 步驟5,將所述待測(cè)巖石樣品的太赫茲時(shí)域光譜峰值與所述體積比-峰值標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn) 行比對(duì)，得到所述待測(cè)樣品溶液中的原油與四氯化碳的體積比； 步驟6,根據(jù)所述待測(cè)樣品溶液中的原油與四氯化碳的體積比，得到所述待測(cè)巖石樣品 中的原油含量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)檢測(cè)巖石孔隙中原油含量的方法， 其特征在于，在所述步驟1中的原油與待測(cè)巖石樣品中的原油來自于同一地域的含油區(qū) 塊，即具有相同的物質(zhì)成分。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)檢測(cè)巖石孔隙中原油含量的方法， 其特征在于，所述步驟1中制備若干個(gè)不同體積比的原油四氯化碳標(biāo)準(zhǔn)溶液，包括： 將脫水后的原油與四氯化碳均勻混合，制成體積比分別為〇. 〇l、〇. 02、0. 03、0. 04、 0. 05、0. 06、0. 07、0. 08、0. 09、0. 1的10個(gè)原油四氯化碳標(biāo)準(zhǔn)溶液。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)檢測(cè)巖石孔隙中原油含量的方法， 其特征在于，所述原油四氯化碳標(biāo)準(zhǔn)溶液被分別置于10mmX10mmX45mm、壁厚為1mm的標(biāo) 準(zhǔn)石英比色皿中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)檢測(cè)巖石孔隙中原油含量的方法， 其特征在于，在所述步驟2中，利用太赫茲時(shí)域光譜裝置進(jìn)行檢測(cè)的測(cè)試環(huán)境為：室溫，氮 氣條件，空氣濕度范圍為4% -40%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)檢測(cè)巖石孔隙中原油含量的方法， 其特征在于，在所述步驟2中，太赫茲輻射源發(fā)出的準(zhǔn)連續(xù)太赫茲波經(jīng)平面鏡反射后入射 到裝有所述原油四氯化碳標(biāo)準(zhǔn)溶液的樣品池上，透過所述樣品池的太赫茲波通過聚焦透鏡 后被探測(cè)器接收，得到所述原油四氯化碳標(biāo)準(zhǔn)溶液的太赫茲時(shí)域光譜峰值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)檢測(cè)巖石孔隙中原油含量的方法， 其特征在于，在所述步驟4中，將所述待測(cè)巖石樣品置于一定體積的四氯化碳溶劑中，充分 萃取后，生成所述待測(cè)樣品溶液。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1?7中任一項(xiàng)所述的利用太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)檢測(cè)巖石孔隙中原油 含量的方法，其特征在于，所述的太赫茲時(shí)域光譜裝置為透射式太赫茲時(shí)域光譜裝置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1?7中任一項(xiàng)所述的利用太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)檢測(cè)巖石孔隙中原油 含量的方法，其特征在于，所述太赫茲波的范圍為〇. ΙΤΗζ-4. OTHz。
【文檔編號(hào)】G01N21/3577GK104215603SQ201410458168
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月10日
【發(fā)明者】陳少華, 王偉, 趙昆, 孟倩, 孫世寧 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(北京)