巖石熱解儀實驗 生油巖/儲油巖 巖石熱解分析

一、實驗?zāi)康?/strong>

1.掌握生油巖/儲油巖熱解分析的實驗原理；

2.掌握油氣顯示評價儀（OG-2000V）的使用方法；

3.能夠應(yīng)用巖石熱解儀分析的結(jié)果對生油巖或儲油巖進(jìn)行定性分析。

二、實驗原理

在一定的條件下，烴源巖中有機(jī)物一部分生成烴類，這些烴類一部分運移到具有孔隙性的儲層中，另一部分殘留在烴源巖中，而未生成烴類的高聚合物干酪根也存在于烴源巖中。儲層中石油主要由各種烴類、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)構(gòu)成，生油巖主要由烴類和生油母質(zhì)干酪根組成。不同烴類組分，不同分子量和分子結(jié)構(gòu)的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、干酪根均具不同的沸點，當(dāng)溫度達(dá)到某有機(jī)組分的沸點時，該種有機(jī)物質(zhì)便蒸發(fā)裂解并從巖石中解析。

油氣顯示評價儀的分析原理：當(dāng)程序升溫時，巖石中的烴類、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、干酪根在不同的溫度點揮發(fā)、裂解，并從巖石中脫析，經(jīng)載氣攜帶使其與巖石樣品進(jìn)行定性的分離，并由載氣攜帶直接進(jìn)入氫火焰離子化檢測器（FID）檢測，經(jīng)微機(jī)進(jìn)行運算處理，記錄各組份的含量和S2峰頂溫度（Tmax），予以評價烴源巖，儲集巖的優(yōu)劣。

標(biāo)準(zhǔn)分析周期（適用于生、儲油巖樣品的熱解三峰分析）：本次實驗采用的分析周期

S0：90℃恒溫2min；S1：快速加熱至300℃恒溫3min；  S2：以50℃/min的速率升至600℃后，恒溫1min。

S4（殘?zhí)挤治鲋芷冢?/span>

氧化階段：氧化爐600℃恒溫7min，熱阱低溫吸附CO、CO2；

分析階段：熱阱快速加熱至380℃恒溫，CO2轉(zhuǎn)換為CH4進(jìn)入檢測器，共用3min。

適用于儲油巖樣品的熱解五峰分析周期（了解）：

*階段：將樣品加熱至90℃的載氣吹洗巖樣2min，檢測天然氣餾分S0峰。

第二階段：巖樣被送入初始溫度為200℃的熱解爐中恒溫1min，檢測汽油餾分S1峰。

第三階段：熱解爐從200℃以50℃/min程序升溫速率升溫至350℃，恒溫1min，檢測S21峰。

第四階段：熱解爐從350℃以50℃/min程序升溫速率升溫至450℃并恒溫1min，檢測S22峰。

第五階段：熱解爐從450℃以50℃/min程序升溫速率升溫至600℃并恒溫1min，檢測S23峰。

第六階段：樣品在氧化爐中600℃氧化，熱阱在常溫吸附，CO、CO2轉(zhuǎn)換分析。

熱解色譜資料可提供下述地化參數(shù)：

S0(mg/g)－巖石中輕烴（C1－C7）含量；

S1(mg/g)－巖石中殘留烴含量（若測S0時，不包括C1－C7烴）；

S2(mg/g)－巖石中裂解烴含量；

S3(mg/g)－巖石熱解生成的CO2量，代表巖石樣品在600℃下不能裂解的殘余有機(jī)碳，代表部分膠質(zhì)和瀝青質(zhì)。

三、實驗步驟

1.打開氣源總閥或氣體發(fā)生器開關(guān)，觀察其壓力分別不低于N20.3MPa、H20.3MPa、Air0.4MPa。

2.打開電源開關(guān)，儀器顯示“歡迎使用-OG-2000V 油氣顯示評價儀"，表明儀器上電正常。

3.設(shè)置分析周期和熱解、殘?zhí)嫉撵`敏度。

4.按“準(zhǔn)備"鍵，儀器各點加熱進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)。

5.在儀器準(zhǔn)備過程中，打開微機(jī)，進(jìn)入地化分析程序。用鼠標(biāo)點擊“井初始化"，鍵入井號等參數(shù)；再點擊“儀器調(diào)試"，在“周期設(shè)置"中選擇周期；再點擊“樣品分析"，填取S2、S4和Tmax的標(biāo)定誤差范圍，等待熱解指示燈“準(zhǔn)備Ⅰ"點亮。

6.指示燈“準(zhǔn)備Ⅰ"點亮后，按“熱解"鍵進(jìn)行空白分析，清洗坩堝2~3次。

7.空白分析合格后，程序自動進(jìn)入標(biāo)樣分析。程序自動比較相鄰兩次的標(biāo)樣誤差，合格后自動進(jìn)入樣品分析。

8.在分析過程中要觀察某種參數(shù)的工作狀態(tài)，按“顯示"鍵即可。

9.在分析過程中，可按“準(zhǔn)備"鍵中斷該次分析，一起進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)。

10.若發(fā)現(xiàn)分析錯誤，可按“準(zhǔn)備"鍵中斷該次分析，儀器進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)。

四、數(shù)據(jù)記錄及處理

對每一個實驗樣品，記錄樣品的編號、井號、井深、巖石名稱，實驗結(jié)束后，記錄S0、S1、S2、S4，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，按照

1.儲油巖評價參數(shù)：含油氣總zuiST；氣產(chǎn)率指數(shù)GPI；油產(chǎn)率指數(shù)OPI；總產(chǎn)率指數(shù)TPI；原油輕重組分指數(shù)PS；原油重質(zhì)油指數(shù)IS；凝析油指數(shù)PI；輕質(zhì)原油質(zhì)數(shù)P2；中質(zhì)原油指數(shù)P3；重質(zhì)原油指數(shù)P4；

2.生油巖評價參數(shù)：產(chǎn)烴潛量PG；有效碳PC；產(chǎn)率指數(shù)PI；總有機(jī)碳TOC；降解潛率D；氫指數(shù)HI；氧指數(shù)OI；烴指數(shù)HCI；類型指數(shù)TI。

本次實驗，對于生油巖按照下面的公式計算：

總有機(jī)碳：TOC(%)=0.083(S0+S1+S2+S4)  氫指數(shù)：IH(mgHC/gTOC)=(S2/TOC)×100

有效碳：CP(%)=(S0+S1+S2)×0.083  氣產(chǎn)率指數(shù)GPI=S0/(S0+S1+S2)

油產(chǎn)率指數(shù)OPI=S1/(S0+S1+S2)  油氣總產(chǎn)率指數(shù)TPI=(S0+S1)/(S0+S1+S2)

氧指數(shù)IO(mgCO2/gTOC)=S3/TOC×100

五、討論

1. 樣品放置時間對熱解參數(shù)的影響；

2. 本次實驗，儀器未能樣品的S3，請從實驗的角度和油氣地化兩個方面解釋其含義。