生油岩热解气相色谱分析方法研究

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方法， 干酪根 及全岩样均能采用此法进行分析， 其能提供准确的生油丰度、
有机质成 熟度、 烃类物质生产类型信息。 Ｉ 关 键词】气相色 谱； 生油岩； 热解； 生油丰度
注： １ 分别表 示ｎ － Ｃ 方解石、 蒙 脱石、 石英、 高岭石 、 伊利石。
最 近 几年 ， 在 生油 岩评价 方面 ， 热 解分析 方法 发挥 出了越来 越重 要 的作用。 热解分析法 的原 理为 ： 在惰 性气体中对千酪根或 全岩 进行加 热后， 样 品降解程 度会发生 改变， 使用检测 器对加 热产生 的物 质进 行检 测， 得 出总 产物产率和 演化率 ， 同时 连接质谱 仪和 气相色谱仪 ， 还 能详 细检测 出热解 产物 的组成 成 分。 本 次研究 主要 分析 了热解 气相色谱 分
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生油岩热解气相色谱分析方法研究
刘峰 中石化华东分公司勘探开发研 究院实验 中 心
【 擅耍 】 为探讨热解气相色 谱分析方法在生油岩评价 中的 应 用价值，
本 文采用了热解气相 色谱法， 对生油岩进行 热解 分析。 首先称取１ ０ ０ ｍ ｇ 粉碎 岩样或０ ． ５ ｍ ｇ 干 酪根 ， 对样 品进行加热， 分 离热抽取物， 使用捕 集器搜 集有 产类型及成熟度。 研 究显示热解气相 色谱分析法是一种 快速评 价生 油岩的
３ ０ ０ 摄 氏度， 恒温２ 分钟 ， 让有机 化合物 （ 重烃类 ） 充分地释 放出来 ， 然后 度 ， 都 会使Ｔ … 发 生明显变化 。 Ｔ … 的这 种变化 主要 与岩石中所含有 干 使 用气相 色谱法 对其 丰度、 生 产类型及成熟度进行分析 酪根组分 的相对含量 ， 以及干酪根组分标 准化热解 产率 有关 。 虽然干酪 （ 二） 气相色谱分析 根类型与１ 有直接关联， 但Ｔ ｍ 仍可作为相对成熟作用的重要参数。 选 用２ 根 长度 分 别为 １ ５ ｍ和 ２ ０ ｍ的 内部 刷 有涂 料 Ｏ Ｖ 一 １ ０ １ 的熔 融 在不知道干酪根组分的前提下， 任何Ｔ ｍ 值都不能用以衡量生油岩的成
三， 生油岩成熟度
根热解 产物和热 抽提物 。 在峰２ 达 到最大检 测应答值 时， 将其 热解温 度表 示为Ｔ …。 通过 对 使 用氦气将干酪根 热解产物 、 热抽提物 送人 同一热 区。 把气流 平均 给定加 热速 度进 行实验验证 ， 显 示生 油岩成熟 度与Ｔ 。 密 切相关 ， 二者 分为２ 份， 一份 送入捕集 系统 、 一份 送入火焰 离子检测器。 通过火 焰离子 呈正相关 ， 即成 熟度随Ｔ ｍ 值的增大而增 大。 在热解 作用下获得 的全化 检 测器， 可监 测到样 品加 热时 挥发有机化合物的 演化过程 ； 捕集 系统 可 学参 数 （ 其他 参数 ） 均 依赖 于成熟度 和干 酪根类 型。 通过 煤素 质 镜 质体 与成熟 度关系 曲线 ， 可得出在任 何加 热速 度、 成 熟 对 干酪根 热解产物 、 热抽 提物 分别进行收集 、 分析。 迅速加 热捕集 器至 孢子 体、
Ｓ ｉ Ｏ ， 毛细 管柱 ， 管柱内径为０ ． ３ ２ ｍｍ， 在管柱 内进行 气相色谱分析。 操作 熟度 。 条件 ： 全样 在－ １ ０ 摄 氏度 、 分离干酪根 在一 ５ Ｏ 摄 氏度条件下恒温２ ｍｉ ｎ ， 然 四 生 产类 墅 后迅速 升温到 ２ ７ ０ 摄 氏度 ， 升温 速度 为８ 摄 氏度／ 分， 然后恒 温保持 ４ 至８ 通过 分析干 酪根峰 ２ ， 可确 定样 品生产类型 或干酪根类 型。 通过 干 分钟， 直 至馏出ｎ — Ｃ … 分 析干 酪根热 解产物 和 热抽提 物 ， 总共用 时在 酪根 热解 产物 明确生 产类 型， 能有 效 避免 以前 采用的 有机 岩石学方 法 ｌ ＿ ５ 小时左右。 热解气相色谱 分析流程 ， 如图１ 所示 。 在评 价生 油岩氧指 标中的缺陷。 千酪根 热解色谱 图上 出现的所有信息都
可 以作为区 别不 同类 型有 机质的指纹 。 通过对杜 阿拉盆地 、 格林河 页岩
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进 行热解 气相 色谱分析， 发现格 林河页 岩干酪根 中， 主要含有藻类残 余 物、 微体水生生物 ， 为富氢贫 氧生油干酪根 （ １ 型） 。 总结 目前， 热 解气 相色谱 分析 法 已经成 为了 － ＿ 一 种 快速 评 价生 油岩 的方 法， 干 酪根 及全 岩样 均 能采 用此法 进行分 析， 其 能提 供 准确 的生 油丰 度、 有机 质成熟度 、 烃 类物质生 产类型信 息。 采用热 解气相 色谱 分析法 评价 生油岩潜 力的最大优 势在于， 其能 对明确 生产类 型、 确定 污染 。 需
析 方法在 生油岩评价 中的具体应 用方法。 样 品分 析
一
（ 一） 热 解 称取 １ ０ ０ ａｇ ｒ 粉 碎岩样 或０ ． ５ ａｇ ｒ 干酪 根， 在 惰性气体 （ 氦气 ） 中进行 加热 。 第一 步： 快 速加热 。 将样 本置于 炉 中， 快速 加热 到３ ５ ９ 摄 氏度， 升 ● 葛替 蓉嚣馨 温速 度９ Ｏ 摄氏 度／ 分， 达到规 定温 度后保持 １ ０ ａｉ ｒ ｎ 。 在 此温 度条件 （ ３ ５ ９
江苏扬州 ２ ２ ５ ０ ０ ０
沉 积物 的矿物成 分可能对生 油岩丰 度评价 结 果产生影 响 。 这是 因 为在 层 间或表 面效 应影 响下， 沉积矿物 可能滞 留， 或者 改变有机化 合物
成分 要 明确沉 积矿物滞 留特性 ， 可应 用ｎ — ｃ 伊利石 、 蒙脱石、 石英 、 机化合物 （ 重烃类） ， 然后采用气相 色 谱分析法检 测有机化合物的丰度、 生 方解 石进行热 解气相色谱分析。 获得的 热解色谱 图如 图２ 所 示。 从图２ 可 看出， 这些矿物 会对 ｎ －Ｃ ， 的释放产生 延迟作用， ｎ机质会被提取出来 ， 该物质类似于溶剂抽提物 。
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第二步 ， 再 将样 品升温至 ７ ０ ０ 摄 氏度 ， 升温 速度２ ８ 摄 氏度／ 分。 在 这一过 程 中， 干酪根 发生 热分解 。 与持 续加 热相 比， 该方法 能更好地 分离干酪
图２矿物对ｎ － Ｃ ２ ０ 释放的热解气相色谱图