[发明专利]原油或沉积有机质中烃类的全二维气相色谱分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种原油或沉积有机质中烃类的分析方法，具体涉及对原油或沉积有机质中烃类的全二维气相色谱分析方法(GC×GC-FID)，属于油气勘探开发中有机地球化学领域。

背景技术

原油或沉积有机质是一种复杂的、多组分的均质混合物，主要的组成是烃类(烷烃、环烷烃、芳烃)，还有少量的非烃组分(含硫、含氧、含氮化合物)以及胶质和沥青质等。原油或沉积有机质化学组成尤其是烃类组成中保存了生油母质和原油转化产物或原油开采过程中组成变化的信息等，因而，研究原油或沉积有机质化学组成尤其是烃类组成及其单体化合物，对于深入认识原油的形成、成熟过程、运移、聚集、保存、油源对比及油藏地球化学研究等，以及探索新的原油地球化学指标都有重要意义。

现有原油或沉积有机质中烃类的气相色谱分析方法，参见肖廷荣、李力、张居和等“石油和沉积有机质烃类气相色谱分析方法”(中华人民共和国石油天然气行业标准，2008)，使用一维气相色谱技术(GC-FID)，其中包括分别针对三种烃类的分析方法：岩石氯仿抽提物和原油中的饱和烃分析方法、原油全烃气相色谱分析方法、芳烃气相色谱分析方法，其中要获得饱和烃和芳烃地化参数，至少需要对应的两种烃类气相色谱分析方法，而饱和烃和芳烃分析所用的样品都是原油或沉积有机质样品经过之前繁琐的族组成分离得到的，分离中存在组分的丢失，不能保证原油或沉积有机质样品的原始性和烃类组分全貌，同时还存在分辨率、柱容量、灵敏度、定性和定量可靠性相对较低、检测组分少、一种分析方法检测的地化参数种类单一等问题。而原油全烃气相色谱分析方法则不能获得芳烃地化参数(原油全烃分析的不足之处)。

全二维气相色谱技术(GC×GC-FID)是1990年发展起来的分析技术，1999年生产了世界上第一台商品化的全二维气相色谱仪器，其主要原理是把分离机理不同而又互相独立的两支色谱柱以串联方式结合成二维气相色谱，在这两支色谱柱之间装有一个调制器，这个调制器起捕集再传送的作用，经第一支色谱柱分离后的每一个馏分，都需先进入调制器，进行聚焦后再以脉冲方式送到第二支色谱柱中进行进一步分离，所有组分从第二支色谱柱进入检测器，信号经数据处理系统处理后，得到以第一支柱上的保留时间为第一横坐标，第二支柱上的保留时间为第二横坐标，信号强度为纵坐标的三维或二维色谱图。

全二维气相色谱技术在石油化工领域的应用，阮春海、叶芬、孔宏伟等“石油样品全二维气相色谱分析的分离特性”(分析化学，2002)中采用了全二维气相色谱技术(GC×GC-FID)，其分析的样品是石油加工得到的化工产品柴油、煤油，该技术的应用针对石油加工后产品，样品的组成相对简单，分析条件的专属性较强，还存在分析定性的烃类组分少、需要大量标准样品定性等问题，而所需获取的化合物种类、数据信息也不是原油勘探关注的，不适于直接对复杂、包含饱和烃、芳烃、非烃、沥青质族组分的原油或沉积有机质原始样品进行分析。国内未见到原油或沉积有机质中烃类的全二维气相色谱(GC×GC-FID)分析方法的报道。

发明内容

本发明的目的是为了解决一维气相色谱法(GC-FID)分析烃类化合物存在的分辨率、柱容量、灵敏度、定性和定量可靠性相对较低、检测组分少、一种分析方法检测的地化参数种类单一等问题，而提供一种可以不需要族组成分离直接进样检测原油或沉积有机质中烃类(饱和烃、芳烃等)的全二维气相色谱分析方法(GC×GC-FID)。

本发明提供的原油或沉积有机质中烃类的全二维气相色谱分析方法，包含以下步骤：

1)采集原油或岩石(储集岩或烃源岩)标本，取自油井井口的原油或测试原油等作为原油检测样品，按石油天然气行业标准《岩石中氯仿沥青的测定》提取岩石标本中有机质作为沉积有机质检测样品；

2)向步骤1)得到的原油检测样品或沉积有机质检测样品，加入二硫化碳(色谱纯)溶剂，得到原油检测溶液或沉积有机质检测溶液；

3)用步骤2)得到的检测溶液进行全二维气相色谱检测，得到原油或沉积有机质烃类各组分的全二维气相色谱分析数据；

4)将步骤3)得到的GC×GC-FID分析数据，利用GC×GC-TOFMS分析软件及方法和全二维气相色谱烃类谱图的分离特性进行烃类化合物定性；

5)针对步骤4)得到的定性的烃类化合物，利用步骤3)中其对应的分析数据计算得到原油或沉积有机质中烃类化合物在的定量结果和饱和烃与芳烃的地化参数。

其中：