[发明专利]一种生排烃模拟实验液态产物的定量分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生排烃模拟实验液态产物的定量分析方法，属于油气地球化学技术领域。

背景技术

沉积盆地烃源岩成烃潜力与资源评价是石油天然气研究中的核心科学问题之一，生排烃模拟实验是目前广泛应用的烃源岩成烃潜力与区域油气资源评价的重要技术手段。生排烃模拟实验的产物包括气态产物和液态产物。气态产物是指常温常压下为气体的成分，包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷及二氧化碳等。液态产物是指碳数分布从C₅至C₄₀的烃类及胶质和沥青质。C₅-C₁₅的烃类组分称为轻烃，经由液氮冷却收集；C₁₅以上的组分滞留在生排烃模拟实验系统的管道、内壁中，或者被烃源岩中的粘土矿物吸附，用有机溶剂冲洗、抽提得到。利用各类烃源岩在不同演化阶段的气、液态烃产率，结合沉积盆地的具体地质条件（埋藏历史、受热历史和热演化生烃史），进行盆地模拟，可以估算盆地的油、气生成量，在此基础上进一步预测油气资源。近年来在迅速发展的页岩气、致密砂岩油和气等非常规油气资源的勘探和开发实践中，非常规油气原地资源量的估算迫切需要通过生排烃模拟实验来解决富有机质烃源岩中残余油的评价和估算、烃源岩排油效率等关键问题。因此，对生排烃模拟实验的产物进行准确定量在油气勘探中具有重要的实际意义，尤其对以生成轻烃为主的煤系腐殖型母质和高成熟及过成熟烃源岩显得更为重要。

目前，生排烃模拟实验的气体产物收集和定量方法比较成熟，但液态产物全组分的定量一直没有很好的方法，主要是因为对轻烃组分的定量困难所致。轻烃组分经由液氮冷却收集后，往往含有大量的水（10毫升左右），而轻烃的量一般在几百毫克左右，如何使油水完全分离、轻烃又无挥发损失是个难题。张文正等（张文正，裴戈.热模拟中轻烃的收集及石油地质意义.天然气地质研究论文集.北京：石油工业出版社，1989：118-125）提出的油水分离称重方法操作难度高，轻烃在油水分离过程及恒重过程中挥发严重，油水完全分离非常困难。轻烃中混入微量的水或者少许的轻烃留在水中都会带来很大的误差，所以实验结果很难重复，得到的轻烃定量结果准确性无法确定。在收集轻烃的容器中加入二氯甲烷等有机溶剂可避免油水分离过程的轻烃逸失，但溶剂的存在无法用称重方法对轻烃定量。郑伦举等（郑伦举，马中良，王强等.烃源岩有限空间热解生油气潜力定量评价研究.石油实验地质，2011，33(5):452-459）借助常规的气相色谱方法定量轻烃，但由于所收集的轻烃组分中同时含有胶质等成分，饱和烃和芳烃的峰重叠共馏，对标样峰有不同程度的干扰，也无法得到准确的轻烃定量结果。即使有一个轻烃（C₁₅以下烃类）定量的结果，重烃中由于含有C₁₅以下烃类的部分成分，液态烃的量仍然无法确定。因此，在实际的生排烃模拟实验中，往往把收集的轻烃和其它液态产物混在一起进行分析，由于C₁₅以下的烃类组分挥发逸失，得到的液态产物结果不完整，从而影响了对资源量的估算。

全二维气相色谱（GC×GC）是上世纪90年代发展起来的分离复杂混合物的一种全新手段，它的二维正交分离系统能把在普通气相色谱-氢火焰离子化检测器（GC-FID）上无法分离的化合物在第二维色谱柱上分开。

因此，如何利用全二维气相色谱，研发出一种生排烃模拟实验液态产物的定量分析方法，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生排烃模拟实验液态产物的定量分析方法。本发明的方法是一种利用全二维气相色谱对不同极性化合物的分离特点而建立的有效定量分析生排烃模拟实验液态产物的方法。

为达上述目的，本发明提供一种生排烃模拟实验液态产物的定量分析方法，其包括以下几个步骤：

A、生排烃模拟实验液态产物的收集与处理：

A1、轻烃收集：使轻烃收集容器连接于生排烃模拟实验装置的釜体，所述轻烃收集容器中盛放有20-30mL的二氯甲烷且所述轻烃收集容器放置在液氮冷阱中，将生排烃模拟实验装置的釜体温度保持在210-220℃，打开生排烃模拟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轻烃收集容器，气态产物进入气体收集容器，待气体计量平衡后，轻烃收集结束，得到含有轻烃的二氯甲烷溶液（该溶液含水）；