热裂解气相色谱仪是油气地表化学勘探预测油气藏的重要手段

热裂解气相色谱仪是油气地表化学勘探预测油气藏的重要手段

日期:2020-1-2

在油气勘探中深埋于地下的油气藏,因“烟囱效应”使烃类气体扩散于地表。以地球化学方法分析地表样品(包括土壤、水系沉积物、地表水体、气体等)进行地下油气藏的预测,称为油气地表化学勘探,简称化探。我国从50年代即开展了化探工作。四十多年来,由于方法的多样性、地表干扰因素的复杂性,造成了分析预测结果的多解性,因此化探工作也历经多次起伏。据统计,国内的化探已先后开展了30多项分析方法,有几百个评价解释指标,但不受地区影响,普遍有效的项目和指标甚少。相对比较,有关地表气体(如吸附气、溶解气)的各种色谱分析,由于它能直接测出油气藏烃气扩散于地表的信息,当减去背景值,其异常所说明的油气藏的地下位置,还能使油气勘探家较为信服。因此,在化探中气相色谱仪分析便成为常用项目并有所进展。

热裂解气相色谱仪是油气地表化学勘探预测油气藏的重要手段

土壤中的烃类有各种赋存形式,相应有不同的脱烃和色谱分析方法。游离烃是土壤孔隙空间存在的游离状烃类。胜利油田利用地震勘探的炮孔(几米至十几米深),在埋下炸药以前,下入取样管,直接抽取游离烃样,并及时送入车装的日本Mini3型氢焰色谱仪中分析C 1~C 4烃类。对于存在于矿物颗粒表面的吸附烃,一般常采取酸解脱烃的方法,分析C 1~C 4烃。另外在土壤形成次生碳酸盐的同时,烃类分子还进入了其中的包裹体和碳酸盐晶体的缺陷部分,称为吸留烃。这种烃类需在显微镜下挑出包裹体,在色谱仪的裂解器中爆裂,再进入色谱柱分离。可以看出:酸解烃实际上是三种赋存烃类的混合物,由于不同地区地表地质条件的差异,酸解烃的分析结果解释有效性的差异就很大。

为了取得因烟囱效应而运移至地表的烃气样品,化探中又发展了吸附丝的色谱和色谱-质谱分析方法。用活性碳等吸附剂,以无机黏结剂将其粘在磁铁淦氧的金属丝上,制成吸附丝。然后定期(如两周)埋于地表几米以下,取出后置于热裂解气相色谱仪中分析C 1~C 5烃。这一方法来源于70年代美国科罗拉多矿业学院两位教授,他们建立了K –V 指纹法(K 、V 是两位教授的姓氏字头),以质谱检测吸附丝的烃类,又称壤中气累计法。K –V 指纹法的关键是吸附丝,国内有很多人研制。浙江大学分析测试中心与华东石油地质局协作,研制出吸附丝,采用毛细管气相色谱仪,分析鉴定了C 5~C 16吸附烃成分。地矿部石油海洋局化探中心自制的吸附丝吸附地表烃类后,以居里点裂解器加热裂解,经毛细柱分离,离子阱检测器(I TD)进行质谱检定,测定地表烃类中的饱和烃、芳香烃、烯烃、炔烃、萜类化合物及非烃等多种成分,其异常值与已知油田位置符合较好。其它如地表水中溶解气、测定土壤中蚀变碳酸盐(转化成CO 2)等化探方法也建立了色谱分析。

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