[發明專利]一種烴源巖的分析方法

在審

• 申請號: 201410024772.9
• 申請日: 2014-01-20
• 公開（公告）號: CN104792903A
• 公開（公告）日: 2015-07-22
• 發明（設計）人: 蔣啟貴;黎茂穩;劉鵬;陶國亮;馬中良;曹婷婷
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油勘探開發研究院
• 主分類號: G01N30/06
• 分類號: G01N30/06;G01N30/72
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;歐穎

技術領域

本發明屬于石油勘探開發研究技術領域，本發明也可應用于與地質學、土壤及環境學等相關領域。

背景技術

石油有機羧酸既是儲層次生孔隙形成的重要作用物質，同時也是石油潤濕性的重要影響組分，對石油賦存及運移發揮重要作用。

石油有機羧酸具有多種成因，既是烴源巖生烴過程的產物又可以在石油后期生物降解過程中大量生成。前人研究表明，干酪根生烴全過程都伴隨著有機羧酸的生成，并與有機質類型、豐度、成熟度、溫度及碳酸鹽巖礦物含量有關。烴源巖熱解生成的有機羧酸具有復雜的組成分布和結構變化，包括脂肪酸、環烷酸和芳環酸等，并隨有機質類型和成熟度的不同而變化。

綜觀目前已取得的研究成果，主要是基于烴源巖熱模擬實驗并檢測分析低分子量的有機羧酸或酸值來進行綜合研究，檢測方法包括采用色譜質譜法、毛細管等速電泳法、離子色譜法和高效液相色譜法等。

在《地球化學》（1994，23（2），154-160頁）中公開了熱解樣品為干酪根配制粉末樣，分50℃、250℃、300℃三個溫度點，加入適量蒸餾水，密閉恒溫72h，自然冷卻至室溫后，對模擬樣品進行真空抽濾，濾液采用毛細管等速電泳法測定其中的低分子量有機羧酸。在《地球化學》（2011，40（4），381-386頁）中公開了直接采用泥巖巖屑進行有水熱解，測定實驗后水溶液中幾種常見低分子量有機羧酸。

現有的研究方法存在明顯不足，一是烴源巖生成有機羧酸過程模擬未考慮各種地質邊界條件，實驗結果與地質實際不符；二是只能分析甲酸、乙酸、丙酸等低分子量的有機羧酸的信息，不能對烴源巖在不同演化階段有機羧酸的組成類型（脂肪酸、環烷酸及芳環酸等）及碳數分布等進行深入剖析。因此，本領域急需一種優異的烴源巖的分析方法。

發明內容

為剖析烴源巖生成有機羧酸過程、研究石油有機羧酸形成機理，分析石油有機羧酸的組分類型及其生成過程中的地質控制因素，本發明擬克服現有烴源巖生成有機羧酸過程的分析方法的不足，結合地質實際，充分考慮各種邊界條件，進行烴源巖生成有機羧酸過程的模擬實驗，對模擬產物進行有效收集，采用負離子電噴霧-高分辨質譜技術對不同演化階段有機羧酸組分進行分析解釋，建立先進的烴源巖生成有機羧酸過程的分析方法，實現對烴源巖生成有機羧酸組分的詳細解剖，為研究有機羧酸對儲層孔隙的次生改造作用、石油的流動性與石油的運移路徑研究及石油開采提供指導，為石油勘探開發提供科學技術支撐。

本發明提供一種烴源巖的分析方法，所述方法包括首先使烴源巖樣品在模擬地質條件下生成氣態烴、烴源巖殘樣和可選擇的排出油，然后從烴源巖殘樣中抽提得到殘留油，再將所述殘留油和所述可選擇的排出油進行族組分分離得到非烴組分，之后將所述非烴組分經負離子電噴霧-高分辨質譜檢測并分析其中的有機羧酸；且所述模擬地質條件包括流體壓力為25～80MPa，靜巖壓力為40～100MPa。

在本發明中的烴源巖的分析過程中，模擬地質條件下相應的反應溫度要明顯高于實際地質條件下的反應溫度，這樣使得本發明中待分析的烴源巖樣品在高溫下于短時間內便成熟，所述模擬地質條件下相應的反應溫度為250～650℃。

在本發明中，容易理解的，當烴源巖中有機碳含量較高，即其有機物豐度高，則在本發明的模擬地質條件下以一定的溫度反應一段時間后能生成排出油；而相反地，若烴源巖中有機碳含量較低，即其有機物豐度低，則在本發明的模擬地質條件下以一定的溫度反應一段時間后并不生成排出油，或者是該烴源巖生成的油總量少，主要被烴源巖本身吸附，而存在于烴源巖殘樣中。

電噴霧技術（ESI）與傅立葉變換離子回旋共振質譜（FT-ICR?MS，簡稱高分辨質譜）的結合為研究石油中的極性雜原子化合物的分子組成及結構推斷提供了技術支持。負離子ESI?FT-IC?MS非常適宜于分析石油樣品中的酸性雜原子化合物，能在不經預先分離的情況下得到石油羧酸的詳細分子組成。但目前在烴源巖的分析方法中，未見有使用負離子ESIFT-IC?MS對其生成的非烴組分進行分析和檢測的報道，更不會有根據對烴源巖產生的非烴組分進行負離子ESI?FT-IC?MS分析而得到其有機羧酸的分析結果，并將該結果再用于油氣勘探指導的報道。

在一個具體實施例中，所述模擬地質條件包括四個以上的流體壓力點和四個以上的靜巖壓力點。模擬地質條件下相應的反應溫度包括250～400℃中的四個以上的溫度點。