[发明专利]连续无损耗全岩天然气生成模拟方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种连续无损耗全岩天然气生成模拟方法，属于石油地质勘探技术领域。

背景技术

目前，国内外对于烃源岩全岩天然气生成情况的模拟实验多采用封闭体系，以便加大实验样品量从而弥补由于烃源岩有机质丰度低而造成的产气量小、难以准确定量的难题。而采用开放体系下进行的烃源岩天然气生成模拟实验，由于受实验条件限制，实验加载的样品量小(多为毫克级)，多采用从烃源岩中分离、浓缩出的干酪根进行。

已知的国内外广泛采用的封闭体系下烃源岩天然气生成情况模拟技术其最大优点是体系可以承载较大的压力，加装的样品量大，产气量大，易于定量且产物可以满足后续分析研究的需要，缺点是每个温度点都需要重新装样，体系内产生大量的液态烃二次裂解反应，装置复杂，效率低下。

对于开放体系下使用干酪根进行天然气生成模拟的实验技术，由于干酪根分离过程中破坏了烃源岩的原始结构和成分，与实际地质情况有较大的差异，因此实验结果不能直接应用于实际地质条件。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种烃源岩全岩天然气生成情况的模拟方法，其是一种连续无损耗全岩天然气生成模拟方法，具有可靠性高、操作简便、分析快捷、分析成本低的特点。

为达到上述目的，本发明提供了一种连续无损耗全岩天然气生成模拟方法，其是通过热裂解器和色谱仪对全岩的天然气生成过程进行模拟的方法，包括以下步骤：

(1)、将烃源岩样品碎成粒径为0.8mm-2.0mm的颗粒；

(2)、取2g-3g烃源岩样品颗粒，装入热裂解器的样品管中，样品管两端用石英棉填充满；

(3)、将装有烃源岩样品颗粒的样品管、热裂解器的热解炉连接到气相色谱仪的进样口上并使连接处不漏气；

(4)、调节热裂解器中的载气压力(可以通过调节热裂解器的控制器中的调节旋钮实现)，使载气压力显示表的示值保持在5psi-8psi；

(5)、向热裂解器中通载气5min-10min后，将色谱仪的液氮冷阱中加满液氮(加入液氮是对冷阱进行降温，降至温度约-196℃，以便将烃源岩模拟产物在低温下吸附于冷阱内)，调节热裂解器控制器中的温度控制键将热解炉的加热温度设定为预置温度(或称模拟温度，一般为250℃-800℃，间隔为50℃)，使热裂解器升温，当热裂解器温度达到预置温度后，恒温保持50min，通过升温对烃源岩样品进行加热，使其发生热裂解产生气体产物；

(6)、恒温保持时间到达后，将热裂解器温度降至80℃-85℃；

(7)、当热裂解器降温后，撤掉液氮冷阱并启动色谱仪对气体产物进行分析；

(8)、气体产物经过色谱仪的气相色谱柱分离为不同的组分(例如C₁、C₂、C₃、C₄、C₅等)并通过色谱仪的火焰离子化检测器检测；

(9)、记录来自火焰离子化检测器的数据并生成色谱图(该记录步骤可以通过与色谱仪连接的仪器控制与数据采集处理系统按照常规方式进行)，根据色谱图的定量结果计算出气体产物中各气体组分的含量，并通过烃源岩有机碳含量及烃源岩样品量计算得到烃源岩样品的产气率(将烃类气体产物的总量与所用烃源岩样品量与烃源岩有机碳含量的乘积相比得到烃源岩样品的产气率，单位为m³/tTOC)；

(10)、改变预置温度，重复步骤(5)-(9)，获得下一个预置温度下的烃源岩样品模拟产物的色谱图，直到获得全部预置温度下的烃源岩样品模拟产物的色谱图；

(11)、取镜质体反射率(Ro，％)＜0.6％的煤岩样品，在与烃源岩样品相同的条件下进行步骤(1)-(6)，其中，在各个预置温度下加热完成后取出煤岩样品(即加热到预置温度并保温保持50min之后就取出，然后选择不同的预置温度重复进行上述步骤)，测定其镜质体反射率，得到温度与煤岩样品的镜质体反射率(镜质体反射率是表征煤岩等的热演化程度的参数)之间的关系；