熱解氣相色譜

1、一、熱解氣相色譜工作原理二、熱解氣相色譜錄井參數的地質意義三、熱解氣相色譜地質應用四、熱解氣相色譜錄井定量、定性解釋標準 是利用試樣中各組份在氣相和固定液液相間的分配系數不同，當汽化后的試樣被載氣帶入色譜柱中運行時，組份就在其中的兩相間進行反復多次分配，由于固定相對各組份的吸附或溶解能力不同, 因此各組份在色譜柱中的運行速度就不同，經過一定的柱長后，便彼此分離，按順序離開色譜柱進入檢測器，產生的離子流訊號經放大后，在記錄器上描繪出各組份的色譜峰。 一、一、 熱解氣相色譜工作原理熱解氣相色譜工作原理熱解-氣相色譜分析流程YQZF-熱解氣相色譜錄井儀二、熱解氣相色譜錄井參數的地質意義二、熱解氣相色

2、譜錄井參數的地質意義熱解氣相色譜分析可提供以下地化參數：（6）C21-/C22+；（7）（C21+C22）/（C28+C29）；（8）Pr/nC17；（9）Ph/nC18；（10）Pr/ Ph。 （1）色譜分析曲線； （2）碳數范圍；（3）主峰碳數；（4）碳優(yōu)勢指數（CPI值）；（5）奇偶優(yōu)勢（OEP）值；主峰碳數 即一組色譜峰中的質量分數最大的正構烷烴碳數。此值的大小表示巖樣中有機質或油樣中烴類的輕重、成熟度和演化程度的高低。數值小的烴類輕、成熟度和演化程度高。 碳數范圍及分布曲線 前者指一組色譜峰的最低至最高碳數的容量峰，后者是反映這組容量峰的分布形態(tài)。通過這兩個參數可以了解巖石有機質或油

3、樣中烴類的全貌，反映出其有機質豐度、母質類型和演化程度。烴類豐富、低碳烴含量高、無明顯奇偶優(yōu)勢者一般多為海相生油母質和演化程度高，反之亦為陸相生油母質和演化程度低。若色譜峰分布曲線基本上是條直線，則說明無油氣顯示。 碳優(yōu)勢指數（CPI）和奇偶優(yōu)勢（OEP） 這兩個參數的意義相同，都是說明一組色譜峰中，正烷烴奇數碳的質量分數與偶數碳的質量分數之比。因為生物體內的正烷烴中奇數碳高于偶數碳，存在著明顯的奇偶優(yōu)勢，而有機質在演化過程中是大分子變成小分子，結構復雜的分子變成結構簡單的分子，正烷烴奇數優(yōu)勢消失。所以奇偶優(yōu)勢值越接近于“ 1”，則說明該樣品的演化程度和成熟度越高，反之越低。 C21-/C22

4、+ 即一組色譜峰中，C21以前烴的質量分數總和與C22以后烴的質量分數總和之比。是碳數范圍和分布曲線的具體描述，它是一個有機質豐度、母質類型和演化程度的綜合參數。 （C21+C22）/（C28+C29） 這是指一組色譜峰中 C21+C22烴的質量分數之和與C28+C29烴的質量分數之和的比。此值高低是個有機質類型指標，因為海生生物有機質中的正烷烴檢測結果以（C21+C22）烴類為主，而陸源植物有機質中的正烷烴則以（C28+C29）居多。所以其比值高是海相沉積的象征，而比值低多為陸相沉積環(huán)境。 地質意義Pr/Ph即姥鮫烷/比植烷 其比值在成巖和運移過程中比較穩(wěn)定，所以是一個追蹤運移的指標。在海陸

5、相成因問題上，一般認為陸相成因的有機質 Pr/Ph1，而海相成因的有機質則Pr/Ph1，所以也是個有機質類型參數。 Pr/nC17、Ph/nC18 這是兩個運移參數，因為埋藏在地層中的有機質，在運移過程中這些組份均按比例丟失，其比值保持不變。它們也是兩個很好的成熟度指標，因為隨著演化程度的加深，這兩個比值均逐步變小。 異構烴/正構烴 是個很好的成熟度指標，因為生油母質的演化過程是個正構化、直鏈化的過程，所以隨著演化程度的加深，此值逐漸變小。正構烴/芳烴和雜原子化合物 這是兩個判斷生油母質類型的參數，同時也含有有關生油沉積環(huán)境的信息。芳烴和雜原子化合物多為陸源高等植物的木質素演化而來。 雙取代苯

6、/單取代苯 這是一個很有地球化學意義的成熟度指標，它反映了生油母質的演化程度和分子結構的變化深度。此值越小，有機質的演化程度越深。 正構烴/烷基苯 烷基苯一般認為是陸源高等植物的木質素演化而來，也有部分是環(huán)狀萜類脫氫演化生成，而演化深度的方向是有機質的正構化。因此它是一個具有母質類型和演化程度雙重信息的地球化學參數。 地質意義熱解烴色譜分析可以獲得三大類組份： 正構烷烴和正構烯烴、芳烴化合物和雜原子化合物,不同類型的油砂巖有其不同的特點。 1、正構烷烴和正構烯烴 它們在圖譜上總是成對地出現，同碳數者烯烴在前，烷烴在后，很有規(guī)律。正常油砂巖含有較高的正構烷烴和較低的正構烯烴。而稠油砂巖正好相反，

7、含有較低的正構烷烴和較高的正構烯烴。 2、芳烴化合物 這類化合物主要是烷基苯，主要生源物是木質素（高等植物殘體），也有部分是環(huán)狀萜類脫氫氧化而成。在正常油砂巖中芳烴含量較低，以苯和單取代基苯占優(yōu)勢。而稠油砂巖含量較高，以多取代基苯占優(yōu)勢。 3、雜原子化合物 如噻吩、吡啶、酚類等。它們和芳烴一樣，與高等植物木質素的結構單元有關。主要包括硫、氮、氧三類化合物，正常油砂巖沒有檢出這類化合物，而稠油砂巖中則含有大量雜原子化合物。 三、熱解氣相色譜的地質應用1、鑒別真假油氣顯示 根據添加劑的指紋熱解譜圖，并利用熱解氣相色譜錄井儀來分析巖樣，可快速、有效的排除樣品污染對錄井工作者地質解釋造成的干擾。 各種

8、添加劑和原油熱蒸發(fā)烴圖形對比 樣 品主峰碳碳數范圍峰形特征煤油nC17nC14-nC26圖形呈陡山峰形，無奇偶優(yōu)勢，主峰碳不明顯唯有MRH-86D主峰碳呈強峰，nC19后有鄰苯二甲酸二丁脂中強峰。柴油nC23nC13-nC29RH-4nC19nC13-nC25MRH-86DnC25nC13-nC27螺紋密封脂nC27nC15-nC34圖形呈慢坡鼓包山峰形，在山峰上長著高低不等的樹木。棕紅色通用密封脂、HZH-102分別在坡底中坡中長著較高的樹木。圖形由無環(huán)異構芳烴組成，正烷烴峰極弱。棕紅色通用密封脂nC18nC16-nC30HZN-102nC17nC10-nC35機油nC25nC12-nC32

9、液壓油nC30nC13-nC34氧化瀝青nC18nC14-nC29圖形呈饅頭型，有如在饅頭上又插上幾根細鐵絲表現在正構烴烷烴峰度低，其它化合物出現強峰?；腔癁r青nC17nC13-nC29解卡劑SR-301nC17nC11-nC28RH-3nC15nC-nC25峰形呈饅頭型，奇偶優(yōu)勢不明顯，主峰碳分別為nC15和nC16。PIPELAX-NnC16nC-nC27有機皂土nC13nC9-nC13圖形呈小鼓包型，鼓包底部出現正碳五個峰。2、判斷儲集層原油的性質天然氣 天然氣是以甲烷為主的氣態(tài)烴，干氣藏C1含量高，有少量的C2以上的組份。濕氣藏含有一定量的C2-C5組份，甲烷含量偏低。凝析油 凝析油就

10、是輕質油藏和凝析氣藏中產出的油，正構烷烴碳數分布窄，主要分布在nC1-nC20，主峰碳nC6-nC8。 輕質原油 輕質原油組份峰主要特征是：輕質烴類豐富，正構烷烴碳數主要分布在nC1-nC28，主峰碳nC9-nC12。中質原油 中質原油組份峰主要特征是：族組份中飽和烴含量豐富，正構烷烴碳數主要分布在nC1-nC32，主峰碳nC15-nC25，C21-/C22+比輕質原油小。重質原油（稠油） 重質原油分為三種類型，I類組份峰主要特征是：原油輕重組份大多分為兩段，異構烴和環(huán)烷烴含量豐富；II類組份峰主要特征是：異構烴和環(huán)烷烴含量較多；III類組份峰主要特征是：膠質、瀝青質含量特別高，鏈烷烴含量特別

11、少，有“地瀝青”之稱。 3、判斷儲集層性質熱解氣相色譜錄井判斷儲集層性質的理論依據: 儲層在沉積及成巖過程中，孔隙體積中充滿了原生水。水中含有一定量的氧氣和各類細菌，地下水動力作用越強，氧的含量就越高，以氧賴以生存的細菌越發(fā)育，后期運移至儲層中的烴類占據的只是部分有效孔隙的空間，另一部分有效孔隙體積和死孔隙體積之中，還是充滿了原生水，這部分水與占據有效孔隙體積的油氣接觸。在漫長的地質歷史過程中，水中的氧和細菌就與烴類發(fā)生菌解和氧化作用，從而形成一定量的色譜柱無法細分但卻能檢測其總體含量的未分辨化合物。儲層水動力作用越強，孔隙體積中水的含量越高，氧的含量也就越高，細菌就越發(fā)育，氧化和菌解作用也相

12、應地就越強，生成的未分辨化合物的含量要較試油測試產純油的儲層高出幾倍。此外，試油測試產純水的儲層烴的濃度低，多以溶解烴的形式存在，其譜圖特征也很明顯。因此，我們可以根據譜圖形態(tài)、未分辨化合物含量、碳數范圍等特征定性描述儲層。通過分析可以獲得各種儲層的組分峰圖，它們都各自具有不同的特征，以及提供不同的地化參數，因此可以直觀、準確地了解儲層的情況。 、油層 碳數分布范圍寬，為nC13-nC32左右。主峰碳nC19-nC23，正構烷烴組分齊全，呈規(guī)則梳狀結構。由于含水量相對較低，氧化和菌解作用弱，形成的未分辨化合物的含量低，基線較平直。 、油水同層 這類儲層油水混相共存，含油飽和度大于殘余油飽和度，

13、含水飽和度大于束縛水飽和度，這類儲層樣品其組份流出曲線具有與純油層相似的特征。它們也都具有含油特征，碳數分布范圍寬，為nC14-nC32左右，主峰碳nC21-nC23，正構烷烴組分齊全，呈規(guī)則梳狀結構。 與純油層組份流出曲線不同的是，這類儲層由于水的含量高，水動力強，水與油的接觸關系密切，而導致原油的菌解和氧化作用強烈，形成的未分辨化合物含量高，基線具明顯的穹隆狀。 含油水層 這里所說的含油水層是指具含油產狀，但含油飽和度底，多在殘余油飽和度范疇，這類儲層多數具有較好的孔滲物性，所含原油既可以是凝析油，輕質原油，又可以是中質油或重質油。無論是何種性質的原油，由于豐度值底，其原油組分組成中的輕質

14、組分多以溶解的形式存在，碳數分布范圍窄，為nC8-nC20左右，主峰碳nC12，其組份譜圖特征相當明顯，主烽碳明顯，正構烷烴組份不全，分布呈不規(guī)則狀或馬鞍形。基線下的未分辨化合物含量高低不等。 殘余油層氣 層、氣層、殘余油層譜圖特征4、水淹層評價探索水淹層評價探索 、油層注水開發(fā)后，由于水的驅動作用，大部分原油被采出，油層的含油飽和度降低。在注水采油時，水驅油首先是驅出密度低、粘度小的原油組份，隨著采出程度的增加，采出原油的密度和粘度逐漸升高。如果在注水采油的過程中，在油井隔一定時間取樣分析，就可以看出熱蒸發(fā)烴的輕組分峰值逐漸變小，譜圖的色譜曲線豐度降低，碳數范圍變窄，主峰碳數后移等規(guī)律現象。

15、從原始含油飽和度與剩余油飽和度的關系，就可以判斷水淹層的狀況、剩余油的分布和采出程度等方面的問題。 、注水采油時，水驅油首先是驅出物性好的儲油層中的油。從理論上講，對熱解總值相同的儲集層，物性好的驅油效果好，水淹程度大。水 淹5、確定各單層原油的產狀 目前大多數油田的生產井多為混層或多層開采，如果要求單層產量、決定注水層位或判斷竄層情況等問題，即了解單個儲集層情況，熱解氣相色譜錄井能很好地解決這方面的問題。因為不同層的原油雖然正構烷烴分布可能相似，但異構、環(huán)烷烴等卻多少存在差別，各單層油、竄層油和混層油都有各自的組份特征譜圖，如同前述鑒別真假油氣顯示一樣，這些判別可以用原油所含化合物的絕對濃度

16、或相鄰化合物的峰高比值表示。當幾個單層的油混合時，就可以根據各單層油所含化合物的濃度（或比值）的變化關系確定各單層出油貢獻，能夠比較容易地識別各單層油的情況，從而解決這方面的問題。6、對焦油墊的特征及位置研究測定7、其它方面的應用 在確定烴源巖排油厚度、了解排油效應、劃分成油類型、母巖類型、成熟度等方面的工作中，應用油氣組份綜合評價儀可以快速、有效的完成。 三、熱解氣相色譜錄井定量、定性解釋標準1、 儲層熱蒸發(fā)烴組份分析地化定量解釋標準 類 型碳數分布范圍主峰碳數nC21-/nC22+nC17-/nCnnC22-25/nCnnC30+/nCnPr/PhPr/nC17Ph/nC18OEP水 洗

17、層C12-34nC210.940.358.300.131.030.200.161.07細菌降解層C9-24nC177.061.25-1.230.540.551.01非生產層C14-24nC173.370.330.23-1.050.340.341.16生 產 層C12-37nC210.760.150.290.110.990.350.261.02凝析油層C4-26nC166.420.460.13-0.960.131.08-產 氣 層C1-21nC7-1.75-1.430.610.531.092、儲層熱蒸發(fā)烴組份分析地化定性解釋標準 儲集層類 型氣相色譜組份流出曲線碳 數 分 布主 峰 碳正 構 烷 烴基線下的未分辨化合物基 線油層特征明顯，具含油特征范圍寬，為nC13-nC32左右nC19-nC23組份齊全，分布呈規(guī)則梳狀結構含量低較平直油水同層特征與純油層相似，具含油特征范圍寬，為nC14-nC32左右nC21-nC23組份齊全，分布呈規(guī)則梳狀結構含量高具明顯