[发明专利]热模拟生烃实验液态产物中易挥发组分的定量分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热模拟生烃实验液态产物中易挥发组分的定量分析方法，属于油气地球化学技术领域。

背景技术

热模拟生烃实验是油气地球化学工作者用于摸索油气生成机制、重现生油过程的重要实验手段之一。该实验主要依据干酪根热降解成烃原理和有机质热演化的时间-温度补偿原理，在实验室内利用未熟或低熟有机质，在高温高压条件下短时间内进行热解生烃模拟，以再现地质过程的低温长时间有机质热演化过程。实验所得的产物是气、油、水的混合物，其中气主要包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和二氧化碳等；油通常指的是C₅-C₄₀之间的烃类、胶质和沥青质。通过对热模拟生烃实验气、油产物的收集和定量分析，可以得到气、油产率，结合沉积盆地的热史和沉积史，可用于揭示生烃史与沉积盆地的演化关系，为盆地模拟提供重要参数。同时定量分析结果还可以外推到地质实际情况，用来探讨烃类形成机理和计算排烃效率。近年来，随着非常规油气资源的勘探与开发，热模拟生烃实验产物的定量分析结果被用于非常规油气原地资源量的估算，并为解决富有机制烃源岩残余油的评价和估算，以及源岩排油效率等关键问题提供重要数据支持。

目前，热模拟生烃实验的气态产物收集和定量方法较成熟，用现有收集方法得到的气体成分组成特征与实际油气田天然气的组成特征较吻合。但是油的收集和定量分析一直存在很大的问题。模拟实验出来的油组成往往与原油的组成特征差别较大，在原油中大量存在的C6-C12化合物在模拟实验产物分析的气相色谱图中几乎看不到。造成这种差别的主要原因是热模拟实验过程中产生的油往往包含大量的水，在油水分离过程中，一些沸点低的化合物会挥发逸失，这些在常温、常压下容易挥发逸失的烃类通常叫做易挥发组分，是轻烃中的主要成分。比较原油和模拟实验产物的饱和烃和芳烃分析图谱，可以得知模拟产物中至少有30wt%的饱和烃和芳烃的易挥发组分散失，也就是说，有较大一部分的烃类组分组成特征无法认识，其含量多少未能计入生烃总量，将对资源量的评估带来影响。因此，对热模拟生烃实验液态产物中易挥发组分的收集和定量分析是解决液态产物定量的关键。

程克明等（程克明，关德师，陈建平.烃源岩产烃潜力的热压模拟实验及其在油气勘探中的应用.石油勘探与开发，1991，5:1-11）提出用冷冻的方法收集热模拟生烃实验的油水混合产物，并在接近0℃的情况下进行油水分离，再用称重法计算得到易挥发组分的含量。但是该方法对实验环境和操作人员要求较高，易挥发组分在油水分离过程及恒重过程中损失严重，轻烃中混入微量的水或者少许的轻烃留在水中都会使结果产生很大误差，且实验结果的重复性差。用低沸点的有机溶剂（如二氯甲烷）收集油水混合物，在油水分离过程中可避免易挥发组分的损失，但是溶剂的存在使得称重法无法适用。传统气相色谱仪（GC-FID）可用于分析易挥发组分，但由于色谱柱的容量小，分离能力差，导致在色谱图上峰重叠现象严重，对标样峰亦有不同程度的干扰，直接影响定量结果。

因此，研发出一种可靠的热模拟生烃实验液态产物中易挥发组分的定量分析方法，仍是本领域亟待解决的问题之一。

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热模拟生烃实验液态产物中易挥发组分的定量分析方法。本发明的方法利用低沸点的溶剂收集热模拟生烃实验的液态产物，然后在常温下进行油水分离，再利用全二维气相色谱的分离特点检测油产物，通过计算得到其中的易挥发组分的定量结果，该方法能够得到真实可靠的热模拟生烃实验液态产物中易挥发组分的定量结果。

为达上述目的，本发明提供一种热模拟生烃实验液态产物中易挥发组分的定量分析方法，其包括以下步骤：

（1）、热模拟生烃实验液态产物的收集与处理：

（1a）、使热模拟生烃实验液态产物收集器连接于热模拟生烃实验装置的高压釜体，所述收集器为盛放有20-30mL二氯甲烷的液氮冷阱收集器，将热模拟生烃实验装置的高压釜体保持在230℃，打开热模拟生烃实验装置的产物出口阀门，液态产物中的轻烃组份随气态产物进入所述液氮冷阱收集器，气态产物进入气体收集器，待气体计量平衡后，轻烃收集结束，将所述液氮冷阱收集器中的含有热模拟生烃实验液态产物中轻烃组份的二氯甲烷溶液全部转入容量瓶中（收集得到的液态产物主要为轻烃组分和水的混合物）；

（1b）、向盛放有含有热模拟生烃实验液态产物中轻烃组分的二氯甲烷溶液的容量瓶中加入二氯甲烷，使所述含有热模拟生烃实验液态产物中轻烃组分的二氯甲烷溶液的液面达到容量瓶颈部以上，静置，待油水分层后，用长颈滴管将上层水吸出，重复步骤（1b）直至水被除尽；