西湖凹陷位于东海陆架盆地浙东坳陷东部，是我国近海海域油气资源较丰富的沉积凹陷之一，凹陷面积大，沉积地层厚度大，具备优越的石油地质条件。自20世纪70年代至今一直是盆地油气勘探的主战场，已钻探井100余口，获得多个油气商业发现，勘探潜力大，但主要以低渗-致密油气藏为主^[1-6]。低孔低渗储层束缚水饱和度高、电阻率对比度低，同时受孔隙结构和特殊矿物影响，发育高阻水层、低阻气层，通过电性判别流体性质难度较大^[7-8]，通常要借助于后续电缆地层测试加以证实，增加了作业成本。三维定量荧光录井具有检测精度高、分析周期短的特点，可以快速识别油气水层，故自2013年以来，已成为西湖凹陷探井的必备录井项目。通过重点探井的钻井岩心、井壁取心、岩屑样品三维定量荧光数据，结合测井测试数据，归纳出西湖凹陷原油典型三维图谱特征，建立不同区块储层流体性质解释图及综合解释表，即三维定量荧光关键参数交会识别法，可在钻探过程中快速识别储层的流体性质，并在西湖凹陷复杂储层中进行应用，验证了其可行性和有效性。

西湖凹陷是中国近海最大的含油气凹陷，呈NE向，面积约5.18×10⁴ km²，沉积厚度最大15 km。西湖凹陷自西向东可划分为西部斜坡带、中央洼陷反转带及东部断阶带3个构造单元（图１）。西湖凹陷新生代主要经历了基隆运动、瓯江运动、玉泉运动、龙井运动和冲绳海槽运动等多期构造运动，自下而上发育前始新统，始新统平湖组，渐新统花港组，中新统龙井组、玉泉组和柳浪组，上新统三潭组及更新统东海群地层。目前，西湖凹陷西部斜坡带主要勘探层系为始新统平湖组，以复杂断块圈闭为主，断层封堵性不佳，储层空间变化快，储量规模小，勘探投入成本高。中央洼陷反转带主要勘探层系渐新统花港组，以背斜油气藏为主，油气柱高度大，含油气面积广，储量丰度高，储量规模大，但探明储量以低渗致密为主^[9-10]。

图  1  西湖凹陷区域构造单元划分（据文献[1]修改）

Figure 1.  Tectonic map of the Xihu Sag （modified from reference [1]）

荧光录井的基本原理就是利用不同组分石油荧光特性的不同，即利用荧光亮度测定石油含量，利用荧光颜色测定石油组分。常规荧光录井易漏掉轻质油层，易受特殊泥浆材料的干扰，且用肉眼观察和描述，人为影响因素太大，因此，只能用于定性解释，具有很大的局限性。定量荧光录井技术是20世纪90年代美国德士古石油公司率先开发的录井技术。目前国内外研制开发的定量荧光录井仪器大致可分为数字滤波荧光检测仪、二维荧光检测仪和三维荧光检测仪3大类。

三维定量荧光录井仪器（以OFA-3DII为例），由光源发射的光束照射激发分光器，分光器每转动一个角度允许一种波长的光通过，连续转动过程中不同波长的光照射到样品池，其中的荧光物质吸收激发光后发射荧光，荧光光谱通过光纤传至列阵光谱数据处理模块，最后样品的荧光以数字显示或图谱打印的方式输出^[11]。

三维定量荧光录井技术具有多点激发、多点发射的特点，可更有效地满足烃类成分对光的选择性吸收，准确反映烃类成分分布规律，检测精度高，分析周期短，直观定量，且能识别钻井液添加剂污染和判断真假油气，在储层流体性质解释评价中具有特别的技术优势，弥补了二维定量荧光录井技术的不足，实现了石油荧光检测技术的飞跃^[12-15]。

三维定量荧光测量遵循朗伯比尔定律，即对某种稀溶液（一般< 0.01 mol/L），在一定的频率及强度的激发光照射下，稀溶液的荧光强度与该荧光物质的浓度成正比。当浓度过高时，荧光强度和溶液的质量浓度不呈线性关系，在高时出现“淬灭”现象。因此，在该技术应用过程中进行样品检测时，被检测样品应保证是无色透明液体，浓度过高时需稀释后分析^[16]。

激发波长（Ex）：仪器光源所发射出的紫外—可见光的波长，单位为nm。

发射波长（Em）：烃类物质吸收紫外—可见光后所发射出的光的波长，单位为nm。

原油荧光强度（F）：原油中荧光物质所发射荧光的强弱，原油荧光强度极大值用INT表示；其所反映的是被检测样品中烃类物质的多少，即为同一原油样品中不同组成成分含量的多少。

含油浓度（C）^[17]：单位样品中被萃取的烃类物质的含量，反映被测样品中的含油丰度，单位为mg/L。现场实际操作中，通常用相当油含量（C'）替代，该参数根据标定拟合曲线公式和稀释倍数相乘计算得出，单位为mg/L。

油性指数（Oc）：指原油样品中中质油峰与轻质油峰最髙荧光强度之比，代表原油密度。油性指数越大表示原油密度越大，反之表示原油密度越小。

荧光对比级（N）：指单位样品中含有的荧光物质所对应的荧光系列对比级别，是含油浓度的一个派生量。

研究发现西湖凹陷不同区块、不同油气演化程度的储层流体三维定量荧光录井特征不同，无法建立一个通用流体识别图版。通过西湖凹陷15口探井50余层油气水层2 000多个三维定量荧光数据，结合相应的测井和测试数据，研究西湖凹陷西部斜坡带和中央洼陷反转带中北部关键参数交会快速识别流体性质方法。

西湖凹陷典型原油和凝析油三维定量荧光图谱显示主要为轻质油主峰，最佳激发波长范围为280～340 nm，最佳发射波长范围为310～390 nm；中质油主峰比较少见，最佳激发波长为380 nm，最佳发射波长为425 nm（图2）。根据以上三维定量荧光波长变化特征，结合测井、测压及钻杆测试数据分析的研究结果表明（表1）：西部斜坡带气层主峰最佳激发波长为280～290 nm，最佳发射波长为310～330 nm；轻质油层最佳激发波长为290～340 nm，最佳发射波长为330～390 nm；油气层最佳激发波长为280 nm，最佳发射波长为320 nm。中央洼陷反转带气层主峰最佳激发波长为270～290 nm，最佳发射波长为324～330 nm。

图  2  西湖凹陷典型原油和凝析油三维定量荧光图谱

Figure 2.  3D quantitative fluorescence atlas of typical crude oil and condensate in the Xihu Sag

通过大量的油气水层综合分析发现，应用反映储集层含油气丰度的荧光对比级与反映烃类成分性质的油性指数绘制交会图，并通过设定一定的门槛值能有效地区分储层流体性质。西部斜坡带储层流体性质解释图揭示：气层区荧光对比级>4.5，油性指数集中于1.0～1.5，荧光对比级与油性指数成反比；轻质油层或油水同层区荧光对比级>4.5，油性指数介于0.75～1.0；油气层区荧光对比级>4.5，油性指数<0.75；水层或干层区荧光对比级<4.5，含油浓度普遍较低（图3a）。中央洼陷反转带中北部储层流体性质解释图揭示：气层区荧光对比级介于4.0～11.0，油性指数集中于0.5～1.5；水层或干层区荧光对比级<4.0，含油浓度普遍较低（图3b）。为提高三维定量荧光技术解释精度，综合运用激发波长、发射波长、荧光对比级、油性指数等4项参数对西湖凹陷不同区带储层流体性质综合解释（表2）。

图  3  西湖凹陷储层流体性质解释图

Figure 3.  Interpretation chart of reservoir fluid properties in the Xihu Sag

西部斜坡带储层流体性质解释图上的油层油性指数普遍大于气层的油性指数，与其他油田正好相反，是由其自身特殊的油气性质——主要是原油和凝析油密度引起的。根据多口井实测数据分析，西湖凹陷原油和凝析油密度普遍＜0.87 g/cm³，属于轻质油（表3）。轻质组分为主导致轻质油峰最高荧光强度较高，中质及以上组分含量较少导致中质油峰最高荧光强度较低，所以油性指数一般＜2。同一口井不同层位中的凝析油密度普遍大于原油密度，凝析油中质组分含量大于轻质组分，所以气层的油性指数普遍大于油层。

中央洼陷反转带中北部油气性质主要是气层，考虑到气层中的凝析油挥发性比油层中的原油更强，结合实测的荧光对比级值，将该参数门槛值定为4.0；部分含气饱和度较低的差气层，荧光对比级可低至3.0。在气层区中，当油性指数为0.8～1.5，气油比>10×10⁴ m³/m³，生产过程中几乎不产凝析油时，属于典型的干气藏；当油性指数＜0.8，气油比为（1～10）×10⁴ m³/m³，具有一定量凝析油产出时，属于湿气藏。因中央洼陷反转带中北部不发育高含油凝析气藏和油藏，为方便应用，仅区分气水层。

C1井位于平湖斜坡带，该井在平湖组3 734～3 746 m井段为常规储层，岩性为荧光细砂岩，荧光直照颜色为亮黄色，定量荧光对比级为7.4～7.6，油性指数为0.86～0.92，主峰激发波长为290 nm，主峰发射波长为335 nm（图4a），据三维定量荧光关键参数交会解释为轻质油层。图5为该井段测井解释综合图，对该井段进行钻杆测试，14.29 mm油嘴获得日产原油760 m³，日产天然气15×10⁴ m³，气油比197 m³/m³，测井、测试结果与交会解释吻合。

图  4  西湖凹陷储层流体性质解释应用图

Figure 4.  Application chart of reservoir fluid property interpretation in the Xihu Sag

图  5  西湖凹陷C1井储层流体性质综合解释图

Figure 5.  Interpretation chart of reservoir fluid properties of well C1 in the Xihu Sag

C1井在平湖组4 040～4 060 m井段为低渗储层，岩性为荧光细砂岩，荧光直照颜色为亮黄色，定量荧光对比级为5.4～6.0，油性指数为1.15～1.38，主峰激发波长290 nm，主峰发射波长327 nm（图4a），根据三维定量荧光关键参数交会解释为气层。对该井段进行钻杆测试，14.29 mm油嘴获得日产原油128 m³，日产天然气26×10⁴ m³，气油比2 031 m³/m³，测试结果与交会解释吻合。

（1）低阻气层

D1井位于宁波D构造中部，该井在花港组3 592～3 608 m井段的储层岩性为细砂岩，孔隙度为9.4%～14.3%，渗透率为（1.7～10.0）×10⁻³ μm²，属于低孔低渗储层，电阻率为7～9 Ω·m，与邻层水层电阻率无差异，一次测井解释为水层；该井段定量荧光对比级为4.4～4.5，油性指数为0.9～1.1，主峰激发波长290 nm，主峰发射波长330 nm（图4b），根据三维定量荧光关键参数交会解释为气层，二者矛盾。最终在井深3 606.5 m进行测压取样，泵抽60 min，泵抽流体14 L，取气样一支，气体组分以C₁为主，微量C₆₊，证实是纯气层，取样结果与交会解释一致。

（2）高阻水层

D4井位于宁波D构造中南部，该井在花港组3 551～3 585 m井段的储层岩性为细砂岩，孔隙度为10.2%～15.3%，渗透率为（10～100）×10⁻³ μm²，属于低孔中渗储层，电阻率20～30 Ω·m，一次测井解释为气层；该井段定量荧光对比级为0.2～2.9，油性指数为0.9～1.0（图4b），根据三维定量荧光关键参数交会解释为水层，二者矛盾。最终对该井段进行钻杆测试，4.76 mm油嘴，日产天然气微量，日产水260 m³，测试结果与交会解释一致。

（1）从储层复杂流体性质识别困难出发，通过钻井岩心、井壁取心、岩屑样品三维定量荧光数据分析，归纳出西湖凹陷原油和凝析油典型三维图谱特征；结合测井测试数据，利用激发波长、发射波长、油性指数、荧光对比级等关键参数交会可快速识别西湖凹陷储层流体性质。

（2）三维定量荧光关键参数交会解释方法，资料录取简便快捷，在西部斜坡带常规低渗储层流体性质识别中发挥重要作用，同样在中央洼陷反转带的高阻水层、低阻气层等疑难储层流体性质的快速识别中取得了良好的应用效果。

（3）油性指数为0.9～1.1是西部斜坡带气层与轻质油层的交会重叠区，此时应用图版还需要结合其他测录井资料或相邻相似层油气性质综合识别。因此，随着西湖凹陷勘探研究工作不断深入和三维定量荧光资料的不断丰富，本文成果还需进一步细化，以提高目标油气层段解释精度，更好的支持勘探早期评价。