[发明专利]一种油气组分二次运移效应的检测装置和检测方法

说明书

技术领域

本发明属于油气运移效应检测领域，具体涉及一种检测油气组分中高分子生物标志物或碳同位素运移效应的装置和方法。

背景技术

在砂泥岩剖面中研究排烃作用是一种重要途径。通过砂层体系和烃源岩层体系中有关参数的对比，可以确定油气的排运方向、时期、排运效率、寻找地质色层作用下的分异规律。国外的Albrecht et al、Tissot、Vendenbroucke及Leythaeuser等分别对不同盆地的烃源岩及其相邻的储集岩进行了地球化学分析，结果表明它们之间的地质地球化学特征存在差异，并且不同的烃类分子的差异程度不同，这些差异被认为是排烃分异的结果。陈军红等(1992)通过对我国泌阳盆地砂泥岩层段中烃类的分布，认为排烃作用是一个广泛引起分子分异的地质色层效应过程。石油烃类的分异作用不仅在砂泥岩剖面中呈明显的变化规律，而且在烃源岩内极短距离的排烃过程中也表现出明显的迹象，Beletskaya、Sajgo、Leythaeuser及Wilhlms等学者的研究也表明油气运移时会发生不同组分的运移效应。

近年来，人们试图通过室内模拟实验认识排烃作用问题。关于生烃模拟实验在50年代就已在国外广泛开展，但有关运移的模拟实验则起步比较晚，只是在最近几年才陆续有所进展。张丽洁等(1987)对未成熟烃源岩进行生排烃模拟实验，并发现随着排烃作用的进行，烃源岩中残余有机碳含量减少，排出物与抽提物之间存在组分及成熟度的差异，而且排出物的生物标志物分布特征明显地受地质色层效应制约。Lafargue等用含油的成熟烃源岩和经人工熟化后的未成熟烃源岩，在较低温度条件下(<150℃)直接模拟排烃。他们发现排烃实验的组分分异效应与地质体中所观察到的现象具有良好的一致性(1990)。汪本善等(1994)通过外加温加压(半开放体系)和外加温(封闭体系)生烃增压模拟实验方法，系统探讨了排烃过程中有机组分的分异效应。结果表明，族组分的分异作用与成熟作用的结果相似，排出物的饱和烃比较富集低碳数组分，而残留于烃源岩的饱和烃则相对富集高碳数组分，热成熟作用使烃源岩中的三环萜烷的相对亏损，而在排出物中相对富集。陈中红和查明(2006,2007)利用未混油或混油源岩样品在低温、加压条件下分别对纹层状泥岩、暗色块状泥岩及灰质块状泥岩样品进行了排烃模拟实验，考察了源岩排烃过程中饱和烃和芳烃的运移效应。

油气运移效应是油气组分中生物标志化合物或其它化合物以不同运移速度通过岩石中矿物基质的过程。不同分子量、不同极性以及不同立体化学空间结构的化合物在排烃过程以及二次运移过程中，遭受吸附和解吸附作用，从而具有不同的表现。油气运移效应是自然界油气发生运移时的一种常见现象。现在的油气勘探中在进行战略部署确定油气勘探目标时，是依据油气的有利运移方向，而有利的油气运移方向正是依据油气二次运移时的地质色层效应做出的判断的。因此，油气二次运移时地质色层效应的检测和判别对油气勘探工业意义非凡。然而，目前并没有很好的方法来快捷地检测和判断油气不同组分发生二次运移时地质色层效应的差别，这是由于，油气二次运移效应的发生需要一个较长的运移才能比较容易识别。以前的关于油气运移效应的认识一是基于烃源岩排烃过程中(初次运移)运移效应，初次运移效应目前虽可以利用加压生排烃模拟实验开展，但针对高分子甾烷、萜烷尤其是芳烃化合物的运移效应并不明显，这是由于这些高分子生物标志物本身含量低，再加上运移效应弱，因此目前的实验技术不容易观测到他们的地质色层效应；二是基于油气在盆地中发生长距离地运移后对实际油样进行检测而做出的判断。本发明正是为解决这一技术问题，发明了一种快捷检测油气不同组分二次运移效应的装置和方法，尤其是检测油气组分中高分子生物标志物或碳同位素运移效应的装置和方法。

现有的油气运移效应检测方法存在很多缺陷：

1)现有的实验室油气运移效应检测方法是通过热压生排烃模拟实验，属于初次运移效应，没有实现对油气二次运移过程中的地质色层效应的检测，这是由于二次运移效应一般发生较长距离时才能容易观测到；

2)现有的油气勘探工业中对油气二次运移效应的判断是基于勘探过程中对油气运移路径上大量样品检测，通过对比分析获得的认识，而这种根据已取得的勘探成果来判断油气运移效应滞后于油气勘探的需要，并且针对盆地里油气样品的检测往往是多解的结果，因为油气样品的检测结果容易受到成熟作用、生物降解作用还有不同有机母质的贡献作用影响，因此难以确定检测结果是油气运移效应的唯一性作用而形成。