热解气相色谱课件.ppt

1、一、热解气相色谱工作原理二、热解气相色谱录井参数的地质意义三、热解气相色谱地质应用四、热解气相色谱录井定量、定性解释标准 是利用试样中各组份在气相和固定液液相间的分配系数不同，当汽化后的试样被载气带入色谱柱中运行时，组份就在其中的两相间进行反复多次分配，由于固定相对各组份的吸附或溶解能力不同,因此各组份在色谱柱中的运行速度就不同，经过一定的柱长后，便彼此分离，按顺序离开色谱柱进入检测器，产生的离子流讯号经放大后，在记录器上描绘出各组份的色谱峰。一、一、热解气相色谱工作原理热解气相色谱工作原理热解-气相色谱分析流程YQZF-热解气相色谱录井仪二、热解气相色谱录井参数的地质意义二、热解气相色谱录井

2、参数的地质意义热解气相色谱分析可提供以下地化参数：（6）C21-/C22+；（7）（C21+C22）/（C28+C29）；（8）Pr/nC17；（9）Ph/nC18；（10）Pr/Ph。（1）色谱分析曲线；（2）碳数范围；（3）主峰碳数；（4）碳优势指数（CPI值）；（5）奇偶优势（OEP）值；主峰碳数 即一组色谱峰中的质量分数最大的正构烷烃碳数。此值的大小表示岩样中有机质或油样中烃类的轻重、成熟度和演化程度的高低。数值小的烃类轻、成熟度和演化程度高。碳数范围及分布曲线 前者指一组色谱峰的最低至最高碳数的容量峰，后者是反映这组容量峰的分布形态。通过这两个参数可以了解岩石有机质或油样中烃类的全貌

3、，反映出其有机质丰度、母质类型和演化程度。烃类丰富、低碳烃含量高、无明显奇偶优势者一般多为海相生油母质和演化程度高，反之亦为陆相生油母质和演化程度低。若色谱峰分布曲线基本上是条直线，则说明无油气显示。碳优势指数（CPI）和奇偶优势（OEP）这两个参数的意义相同，都是说明一组色谱峰中，正烷烃奇数碳的质量分数与偶数碳的质量分数之比。因为生物体内的正烷烃中奇数碳高于偶数碳，存在着明显的奇偶优势，而有机质在演化过程中是大分子变成小分子，结构复杂的分子变成结构简单的分子，正烷烃奇数优势消失。所以奇偶优势值越接近于“1”，则说明该样品的演化程度和成熟度越高，反之越低。C21-/C22+即一组色谱峰中，C2

4、1以前烃的质量分数总和与C22以后烃的质量分数总和之比。是碳数范围和分布曲线的具体描述，它是一个有机质丰度、母质类型和演化程度的综合参数。（C21+C22）/（C28+C29）这是指一组色谱峰中 C21+C22烃的质量分数之和与C28+C29烃的质量分数之和的比。此值高低是个有机质类型指标，因为海生生物有机质中的正烷烃检测结果以（C21+C22）烃类为主，而陆源植物有机质中的正烷烃则以（C28+C29）居多。所以其比值高是海相沉积的象征，而比值低多为陆相沉积环境。地质意义Pr/Ph即姥鲛烷/比植烷 其比值在成岩和运移过程中比较稳定，所以是一个追踪运移的指标。在海陆相成因问题上，一般认为陆相成因

5、的有机质 Pr/Ph1，而海相成因的有机质则Pr/Ph1，所以也是个有机质类型参数。Pr/nC17、Ph/nC18 这是两个运移参数，因为埋藏在地层中的有机质，在运移过程中这些组份均按比例丢失，其比值保持不变。它们也是两个很好的成熟度指标，因为随着演化程度的加深，这两个比值均逐步变小。异构烃/正构烃 是个很好的成熟度指标，因为生油母质的演化过程是个正构化、直链化的过程，所以随着演化程度的加深，此值逐渐变小。正构烃/芳烃和杂原子化合物 这是两个判断生油母质类型的参数，同时也含有有关生油沉积环境的信息。芳烃和杂原子化合物多为陆源高等植物的木质素演化而来。双取代苯/单取代苯 这是一个很有地球化学意义

6、的成熟度指标，它反映了生油母质的演化程度和分子结构的变化深度。此值越小，有机质的演化程度越深。正构烃/烷基苯 烷基苯一般认为是陆源高等植物的木质素演化而来，也有部分是环状萜类脱氢演化生成，而演化深度的方向是有机质的正构化。因此它是一个具有母质类型和演化程度双重信息的地球化学参数。地质意义热解烃色谱分析可以获得三大类组份：正构烷烃和正构烯烃、芳烃化合物和杂原子化合物,不同类型的油砂岩有其不同的特点。1、正构烷烃和正构烯烃 它们在图谱上总是成对地出现，同碳数者烯烃在前，烷烃在后，很有规律。正常油砂岩含有较高的正构烷烃和较低的正构烯烃。而稠油砂岩正好相反，含有较低的正构烷烃和较高的正构烯烃。2、芳烃

7、化合物 这类化合物主要是烷基苯，主要生源物是木质素（高等植物残体），也有部分是环状萜类脱氢氧化而成。在正常油砂岩中芳烃含量较低，以苯和单取代基苯占优势。而稠油砂岩含量较高，以多取代基苯占优势。3、杂原子化合物 如噻吩、吡啶、酚类等。它们和芳烃一样，与高等植物木质素的结构单元有关。主要包括硫、氮、氧三类化合物，正常油砂岩没有检出这类化合物，而稠油砂岩中则含有大量杂原子化合物。三、热解气相色谱的地质应用1、鉴别真假油气显示 根据添加剂的指纹热解谱图，并利用热解气相色谱录井仪来分析岩样，可快速、有效的排除样品污染对录井工作者地质解释造成的干扰。各种添加剂和原油热蒸发烃图形对比 样 品主峰碳碳数范围峰

8、形特征煤油nC17nC14-nC26图形呈陡山峰形，无奇偶优势，主峰碳不明显唯有MRH-86D主峰碳呈强峰，nC19后有邻苯二甲酸二丁脂中强峰。柴油nC23nC13-nC29RH-4nC19nC13-nC25MRH-86DnC25nC13-nC27螺纹密封脂nC27nC15-nC34图形呈慢坡鼓包山峰形，在山峰上长着高低不等的树木。棕红色通用密封脂、HZH-102分别在坡底中坡中长着较高的树木。图形由无环异构芳烃组成，正烷烃峰极弱。棕红色通用密封脂nC18nC16-nC30HZN-102nC17nC10-nC35机油nC25nC12-nC32液压油nC30nC13-nC34氧化沥青nC18nC

9、14-nC29图形呈馒头型，有如在馒头上又插上几根细铁丝表现在正构烃烷烃峰度低，其它化合物出现强峰。磺化沥青nC17nC13-nC29解卡剂SR-301nC17nC11-nC28RH-3nC15nC-nC25峰形呈馒头型，奇偶优势不明显，主峰碳分别为nC15和nC16。PIPELAX-NnC16nC-nC27有机皂土nC13nC9-nC13图形呈小鼓包型，鼓包底部出现正碳五个峰。2、判断储集层原油的性质天然气 天然气是以甲烷为主的气态烃，干气藏C1含量高，有少量的C2以上的组份。湿气藏含有一定量的C2-C5组份，甲烷含量偏低。凝析油 凝析油就是轻质油藏和凝析气藏中产出的油，正构烷烃碳数分布窄，

10、主要分布在nC1-nC20，主峰碳nC6-nC8。轻质原油 轻质原油组份峰主要特征是：轻质烃类丰富，正构烷烃碳数主要分布在nC1-nC28，主峰碳nC9-nC12。中质原油 中质原油组份峰主要特征是：族组份中饱和烃含量丰富，正构烷烃碳数主要分布在nC1-nC32，主峰碳nC15-nC25，C21-/C22+比轻质原油小。重质原油（稠油）重质原油分为三种类型，I类组份峰主要特征是：原油轻重组份大多分为两段，异构烃和环烷烃含量丰富；II类组份峰主要特征是：异构烃和环烷烃含量较多；III类组份峰主要特征是：胶质、沥青质含量特别高，链烷烃含量特别少，有“地沥青”之称。3、判断储集层性质热解气相色谱录井

11、判断储集层性质的理论依据:储层在沉积及成岩过程中，孔隙体积中充满了原生水。水中含有一定量的氧气和各类细菌，地下水动力作用越强，氧的含量就越高，以氧赖以生存的细菌越发育，后期运移至储层中的烃类占据的只是部分有效孔隙的空间，另一部分有效孔隙体积和死孔隙体积之中，还是充满了原生水，这部分水与占据有效孔隙体积的油气接触。在漫长的地质历史过程中，水中的氧和细菌就与烃类发生菌解和氧化作用，从而形成一定量的色谱柱无法细分但却能检测其总体含量的未分辨化合物。储层水动力作用越强，孔隙体积中水的含量越高，氧的含量也就越高，细菌就越发育，氧化和菌解作用也相应地就越强，生成的未分辨化合物的含量要较试油测试产纯油的储层

12、高出几倍。此外，试油测试产纯水的储层烃的浓度低，多以溶解烃的形式存在，其谱图特征也很明显。因此，我们可以根据谱图形态、未分辨化合物含量、碳数范围等特征定性描述储层。通过分析可以获得各种储层的组分峰图，它们都各自具有不同的特征，以及提供不同的地化参数，因此可以直观、准确地了解储层的情况。、油层 碳数分布范围宽，为nC13-nC32左右。主峰碳nC19-nC23，正构烷烃组分齐全，呈规则梳状结构。由于含水量相对较低，氧化和菌解作用弱，形成的未分辨化合物的含量低，基线较平直。、油水同层 这类储层油水混相共存，含油饱和度大于残余油饱和度，含水饱和度大于束缚水饱和度，这类储层样品其组份流出曲线具有与纯油

13、层相似的特征。它们也都具有含油特征，碳数分布范围宽，为nC14-nC32左右，主峰碳nC21-nC23，正构烷烃组分齐全，呈规则梳状结构。与纯油层组份流出曲线不同的是，这类储层由于水的含量高，水动力强，水与油的接触关系密切，而导致原油的菌解和氧化作用强烈，形成的未分辨化合物含量高，基线具明显的穹隆状。含油水层 这里所说的含油水层是指具含油产状，但含油饱和度底，多在残余油饱和度范畴，这类储层多数具有较好的孔渗物性，所含原油既可以是凝析油，轻质原油，又可以是中质油或重质油。无论是何种性质的原油，由于丰度值底，其原油组分组成中的轻质组分多以溶解的形式存在，碳数分布范围窄，为nC8-nC20左右，主峰

14、碳nC12，其组份谱图特征相当明显，主烽碳明显，正构烷烃组份不全，分布呈不规则状或马鞍形。基线下的未分辨化合物含量高低不等。残余油层气 层、气层、残余油层谱图特征4、水淹层评价探索水淹层评价探索 、油层注水开发后，由于水的驱动作用，大部分原油被采出，油层的含油饱和度降低。在注水采油时，水驱油首先是驱出密度低、粘度小的原油组份，随着采出程度的增加，采出原油的密度和粘度逐渐升高。如果在注水采油的过程中，在油井隔一定时间取样分析，就可以看出热蒸发烃的轻组分峰值逐渐变小，谱图的色谱曲线丰度降低，碳数范围变窄，主峰碳数后移等规律现象。从原始含油饱和度与剩余油饱和度的关系，就可以判断水淹层的状况、剩余油的

15、分布和采出程度等方面的问题。、注水采油时，水驱油首先是驱出物性好的储油层中的油。从理论上讲，对热解总值相同的储集层，物性好的驱油效果好，水淹程度大。水 淹5、确定各单层原油的产状 目前大多数油田的生产井多为混层或多层开采，如果要求单层产量、决定注水层位或判断窜层情况等问题，即了解单个储集层情况，热解气相色谱录井能很好地解决这方面的问题。因为不同层的原油虽然正构烷烃分布可能相似，但异构、环烷烃等却多少存在差别，各单层油、窜层油和混层油都有各自的组份特征谱图，如同前述鉴别真假油气显示一样，这些判别可以用原油所含化合物的绝对浓度或相邻化合物的峰高比值表示。当几个单层的油混合时，就可以根据各单层油所含

16、化合物的浓度（或比值）的变化关系确定各单层出油贡献，能够比较容易地识别各单层油的情况，从而解决这方面的问题。6、对焦油垫的特征及位置研究测定7、其它方面的应用 在确定烃源岩排油厚度、了解排油效应、划分成油类型、母岩类型、成熟度等方面的工作中，应用油气组份综合评价仪可以快速、有效的完成。三、热解气相色谱录井定量、定性解释标准1、储层热蒸发烃组份分析地化定量解释标准 类 型碳数分布范围主峰碳数nC21-/nC22+nC17-/nCnnC22-25/nCnnC30+/nCnPr/PhPr/nC17Ph/nC18OEP水 洗 层C12-34nC210.940.358.300.131.030.200.1

17、61.07细菌降解层C9-24nC177.061.25-1.230.540.551.01非生产层C14-24nC173.370.330.23-1.050.340.341.16生 产 层C12-37nC210.760.150.290.110.990.350.261.02凝析油层C4-26nC166.420.460.13-0.960.131.08-产 气 层C1-21nC7-1.75-1.430.610.531.092、储层热蒸发烃组份分析地化定性解释标准 储集层类 型气相色谱组份流出曲线碳 数 分 布主 峰 碳正 构 烷 烃基线下的未分辨化合物基 线油层特征明显，具含油特征范围宽，为nC13-n

18、C32左右nC19-nC23组份齐全，分布呈规则梳状结构含量低较平直油水同层特征与纯油层相似，具含油特征范围宽，为nC14-nC32左右nC21-nC23组份齐全，分布呈规则梳状结构含量高具明显的穹窿状含油水层谱图特征相当明显范围窄，为nC8-nC20左右明显，60%干气藏 甲烷含量高，含少量的C2+/湿气藏 甲烷含量偏低，含一定量的C2-C5凝析油/分布窄，主要分布在nC1-nC20nC6-nC8值很大轻质原油轻质烃类丰富主要分布在nC1-nC28nC9-nC120.5中质原油族组份中饱和烃含量丰富主要分布在nC1-nC32nC15-nC25轻质原油重质原油（稠油）类原油轻重组份大多分为两段，/异构烷和环烷烃含量丰富类异构烷和环烷烃含量较多/类胶质、沥青质含量特别/高，链烷烃含量特别少3、储层原油性质热蒸发烃组份分析地化定性解释标准