全二維色譜飛行時(shí)間質(zhì)譜分析法如何應(yīng)用于石油地質(zhì)樣品分析

朱慶華

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對于石油的需求量也越來越多，在石油的勘測過程中使用全二維氣相色譜—飛行時(shí)間質(zhì)譜技術(shù)來對開采出來的石油地質(zhì)樣品進(jìn)行了分析研究，通過使用此項(xiàng)技術(shù)來對原油進(jìn)行分析能夠直接顯示原油中的組分，各種烴類物質(zhì)的組成分布在特征區(qū)域，此項(xiàng)技術(shù)在石油勘探研究中有著非常廣泛的的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：全二維氣相色譜；飛行時(shí)間質(zhì)譜；烴類物質(zhì)

中圖分類號：TE622 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

全二維氣相色譜技術(shù)是上世紀(jì)90年代初出現(xiàn)的一種石油檢測技術(shù)，其通過將兩種相互獨(dú)立的兩根色譜通過使用串聯(lián)的方式進(jìn)行組合，通過餾分技術(shù)來實(shí)現(xiàn)氣相色譜分離特性的正交化。本文通過使用全二維氣相色譜分析技術(shù)來對不同地區(qū)的原油樣本進(jìn)行分析，介紹其在有機(jī)地球化學(xué)研究中的作用。

1 實(shí)驗(yàn)使用的儀器設(shè)備

由于需要使用全二維氣相色譜——飛行時(shí)間質(zhì)譜技術(shù)來對原油樣本進(jìn)行分析，因此，選用的儀器為氣相色譜儀和飛行時(shí)間質(zhì)譜儀組成。

2 實(shí)驗(yàn)使用的原油樣本的組成

由于原油樣本是由各種不同的烴類物質(zhì)組成，現(xiàn)今對原油樣本中烴類物質(zhì)進(jìn)行分析主要使用液相色譜或者是氣相色譜，但是以上這兩種方法無法對原油中的烴類物質(zhì)的詳細(xì)組成進(jìn)行分析，而僅能得出烴類物質(zhì)的類型和含量等數(shù)據(jù)，在獲得以上數(shù)據(jù)的同時(shí)也能得到原油中所含有的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)物質(zhì)的含量，而使用多維色譜法是由多種分析方法相結(jié)合能夠完成多種烴類物質(zhì)的分析，但是多維分析法操作較為復(fù)雜，分析過程較長，容易在中間環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，因此，多維分析法不適合在油氣地質(zhì)實(shí)驗(yàn)中使用。

而使用全二維氣相色譜——飛行時(shí)間質(zhì)譜對原油樣本進(jìn)行分析，可以較為方便的得到樣品中所含有的烷烴類化合物、苯系列化合物以及其他系列化合物的分布特性和其在原油樣品中的含有量。圖1為全二維氣相色譜——飛行時(shí)間質(zhì)譜儀的原理示意圖如圖1所示。

3 原油中所含有的輕烴類物質(zhì)的分析

現(xiàn)今，在對原油采用的分析方法中對于原油樣品中的輕烴類物質(zhì)的分析主要采用的是氣相色譜分析技術(shù)，但是在其能夠分析的烴類化合物中有一部分無法實(shí)現(xiàn)烴類物質(zhì)的分離，從而造成對于各種原油中的烴類物質(zhì)的鑒定準(zhǔn)確率不高。而使用全二維氣相色譜——飛行時(shí)間質(zhì)譜分析技術(shù)對原油樣品進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，其既能得到樣品中的烴類物質(zhì)組成的詳細(xì)數(shù)據(jù)，還能得到各種烴類物質(zhì)所顯示出來的特征。

4 使用全二維氣相色譜——飛行時(shí)間質(zhì)譜得到的生物標(biāo)志物分析

使用全二維氣相色譜——飛行時(shí)間質(zhì)譜分析技術(shù)能夠?qū)N烷類的物質(zhì)進(jìn)行生物標(biāo)記的分離，從而能夠分離出更全面的數(shù)據(jù)，為我們研究石油地質(zhì)提供更好的依據(jù)。而使用全二維氣相色譜——飛行時(shí)間質(zhì)譜分析技術(shù)對原油樣品中的芳烴類物質(zhì)進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，使用此種方法能夠使原油樣品中的芳烴類物質(zhì)得到全面的分離，并將其通過將其列舉在不同的譜圖區(qū)帶上，使用石油地質(zhì)化學(xué)研究人員能夠?qū)⑦@些區(qū)帶進(jìn)行全面的分析對比，從而可以更好的進(jìn)行研究。通過對譜圖區(qū)帶上的圖譜進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，原油樣品中的芳烴類化合物系列和菲系列物質(zhì)的分析圖譜在顯示出的3D圖上呈現(xiàn)出較為明顯的疊瓦特性。

原油樣品中的三芴系列化合物由于具有相同的先質(zhì)，因此，其在不同的測試條件下對于含量的顯現(xiàn)極為不同，例如，在測試中采用較強(qiáng)的還原特性下硫芴顯現(xiàn)的較為明顯，而原有地質(zhì)化學(xué)研究人員通過對由全二維氣相色譜原油分析技術(shù)所得到的對樣品周邊環(huán)境和生源的生物技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行分析解讀，可以推斷出歷史上形成樣品生物層的沉積生物母體的類型和其進(jìn)行地質(zhì)地層的沉積時(shí)所處的環(huán)境。與此同時(shí)，通過使用全二維氣相色譜分離出來的硫芳烴類化合物DBTS參數(shù)除了具有成熟度參數(shù)的特性，還對于油氣運(yùn)移研究中起著重要的指導(dǎo)作用。同時(shí)使用全二維氣相色譜——飛行時(shí)間質(zhì)譜分析儀能夠完成對于石油樣品中的三芴系列化合物的分離和對于其物質(zhì)的定量分析，硫芴、氧芴以及芴類化合物在質(zhì)譜區(qū)間圖上處于不同的區(qū)域，而含硫芳烴分離完全，從而使各單體化合物能夠進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，特別是在對氧芴化合物進(jìn)行分析的過程中，使用聯(lián)苯系列對氧芴系列的干擾能顧確保其完全排除。所以，使用全二維氣相色譜——飛行時(shí)間質(zhì)譜分析技術(shù)能夠更好的完成對于原油樣品中的三芴系列化合物的定性和定量的分析。

結(jié)語

現(xiàn)今，通過使用實(shí)驗(yàn)室石油地質(zhì)化學(xué)分析技術(shù)在石油勘探的過程中發(fā)揮著重要的作用。而全二維氣相色譜——飛行時(shí)間質(zhì)譜分析技術(shù)能夠?qū)⒎治龅玫降臄?shù)據(jù)通過擬合來形成一組相應(yīng)的化合物的2D輪廓圖和3D的色譜質(zhì)譜圖，使研究人員能夠更好的通過圖譜來對原油中所含有的化合物的特征進(jìn)行對比分析，同時(shí)通過對第一根分析柱分離而得到的單體組分進(jìn)行切割分段，并使其都通過第二根分析柱，分析軟件通過對通過分析柱的測量鑒定結(jié)果進(jìn)行合并峰處理，同時(shí)對在第一根毛細(xì)柱上且無法完成分離的有極性差異的共流混合物由于第二根毛細(xì)柱極性的新模式下，有時(shí)在軟件無法完成處理時(shí)需要人工進(jìn)行手動(dòng)拆分處理。

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