山东金普分析仪器有限公司热解组份仪

一、RZF3000热解组分仪原理

在一定的地质条件下，烃源岩中生成烃类的有机物一部分运移到具有孔隙的储集岩内，另一部分和未生成烃类的高聚合的不溶有机物（干酪根），仍残留在烃源岩中。热解组份仪（热解气相色谱技术）就是根据干酪根的温度和时间为主要降解成油的成因机制而实现的一种实验室模拟方法，其中热蒸发烃主要是通过程序升温，将被测样品中在300℃～600℃（C9～C40）所含的烃类蒸发出来，经毛细色谱柱分离后至FID检测获得单体烃色谱流出曲线，即主要检测的是C40以内单体烃主要组成组分(C9-C40)。对样品进行正构烷烃分析，得到C9~C40的正构烷烃及姥鲛烷、植烷的百分含量，主要用于判别原油中正构烷烃分布及原油烃类组成随油层水洗程度的变化规律。

二、RZF3000热解组分仪地质参数意义

1、碳数范围：一组色谱峰的最低至最高碳数的容量峰。

2、主峰碳数：一组色谱峰中的质量分数最大的正构烷烃碳数。

3、碳优势指数（ CPI值)、奇偶优势（OEP值)：正烷烃奇数碳的质量分数与偶数碳的质量分数之比，衡量有机质成熟度的指标。

4、∑C21-/∑C22+：一组色谱峰中，以前烃的质量分数总和与C22以后烃的质量分数总和之比；是一个有机质丰度、母质类型和演化程度的综合参数。

5、（C21+ C22）/（C28+ C29）：指一组色谱峰中 >C21+C22烃的质量分数之和与C28+C29烃的质量分数之和的比；是有机质类型指标。

6、Pr/nC17、Ph/nC18：是两个运移参数，也是两个很好的成熟度指标。

7、Pr/Ph：姥鲛烷比植烷，是一个追踪运移的指标。

热解烃色谱分析可以获得三大类组份：正构烷烃和正构烯烃、芳烃化合物和杂原子化合物。不同类型的油砂岩有其不同的特点。

　　1）正构烷烃和正构烯烃：它们在图谱上总是成对地出现，同碳数者烯烃在前，烷烃在后，很有规律。正常油砂岩含有较高的正构烷烃和较低的正构烯烃。而稠油砂岩正好相反，含有较低的正构烷烃和较高的正构烯烃。

　　2） 芳烃化合物：这类化合物主要是烷基苯，主要生源物是木质素（高等植物残体），也有部分是环状萜类脱氢氧化而成。在正常油砂岩中芳烃含量较低，以苯和单取代基苯占优势。而稠油砂岩含量较高，以多取代基苯占优势。

　　3） 杂原子化合物：如噻吩、吡啶、酚类等。它们和芳烃一样，与高等植物木质素的结构单元有关。主要包括硫、氮、氧三类化合物。正常油砂岩没有检出这类化合物，而稠油砂岩中则含有大量杂原子化合物。

三、RZF3000热解组分仪的主要创新点

1、热解进样与毛细柱紧密结合，结构紧凑，减少进样死体积，灵敏度高，分离度好，又减少一路控温点，减少仪器故障率，即采用独到的柱头进样方式。

2、色谱柱箱侧面放置，采用自动快速降温方式实现真正意义上的近室温操作，缩短了仪器分析样品的周期。

3、仪器抗干扰的能力强，使色谱分析技术由实验室分析转移到录井现场分析。

4、先进的数据采集、处理功能，采用24位A/D采集卡，分辨率达到10μV，程序加上数字滤波实际噪声信号在3~8μV，采集频率100Hz，利用RS232串口克服系统分时。该处理系统具备分析即时监控，图谱识别积分、定性、定量、计算指标、数据库等功能。

5、仪器造型美观、大方，结构合理，方便维修。

四、RZF3000热解组分仪的主要技术指标

1、温度控制

（1）色谱柱室温度：控温范围：室温+5℃～400℃；控温精度：优于±0.1℃； 温度梯度：室温+5℃～400℃，柱有效区域内不大于1%; 设定温度与指示温度之间偏差不大于1℃; 设定温度与实际温度之间的偏差不大于2.5%;最高升温阶数：五阶，升温速率：0～50℃/min，降温速度：由300℃降至100℃所需时间不大于8min。

（2）汽化室、检测室温度:控温精度：汽化室：±1℃；检测室：±1℃；设定温度与指示温度之间的偏差不大于1℃。

2. 氢火焰离子化检测器：

（1）检测限：不大于1×10-11g/s（苯）;（2）噪音：不大于记录器满刻度的0.1Mv;（3）漂移：不大于记录器满刻度的3%/h;（4）启动时间：不大于1小时。

五、RZF3000热解组分仪的地化应用

　1.鉴别真假油气显示

　　在石油钻井过程中，为了预防钻井工程事故，获得较快进尺，在钻井液中加入的添加剂越来越多。这些添加剂大部分为有机物质，对岩屑和井壁取心造成污染，为了正确判断油气层和评价油气藏造成的假象，因此鉴别真假油气显示的工作非常重要。

　　钻井液添加剂的来源主要有三个方面：

　　1）在钻井过程中，由于膨胀性地层的缩经和疏松性地层的垮塌，常常造成卡钻工程事故，所以在钻井液中加入原油、柴油和有机解卡剂。

　　2）对一些特殊评价井，为了最大限度的保护储层免遭污染，通常采用油基泥浆钻井，无疑这种钻井液的使用，给录井工作带来了很大的麻烦。

　　3）由于钻井工艺需要，在定向井、丛式井及水平井的钻井过程中，常常使用有机添加剂和混油钻井液，这给储集层油气显示的识别及评价带来很大困难。

　　鉴别真假油气显示的原理是：任何有机物质都可以采用氢火燃离子化检测器检测，有机物质不同，组份峰也不同，就象人的指纹一样。泥浆中加入的不同有机物添加剂，可分析出不同的色谱峰。我们可以把各种类型的添加剂都作出它们的色谱分析谱图，作为比较的标准谱图。假如 某种有机添加剂与一种油气显示混在一起时，分析出来的色谱图就有两者重叠峰的特点，将此重叠峰与各自的标准谱图比较，就很容易识别真假油气显示了。

　2.对注水驱油状况分析解释

　　注水采油提高采收率，这是国内外开发常用的方法，在我国大部分油田随着开发的不断深入和老油田综合含水率越来越高，对水淹的评价工作已经成为影响当前老油田稳油、控水的关键问题。

目前对水淹层的评价主要有两种方法：一是依据测井资料，该方法投产符合率低。二是利用密闭取心技术和资 料定性定量判断油层水淹状况。该方法一直是油田开发层水淹评价的有效方法，但必须依赖密闭取心井资料。由于密闭取心井钻井成本高，资料周期长，从而决定了 这种方法不适合在所有井层中推广使用。因此为了加快油田开发步伐，保持原油高产、稳产，急待研究出新的水淹层解释方法和评价技术，来提高现有的工作水平。

油气组份综合评价仪在解决水淹层的解释和评价技术方面的理论与实践的依据是：

　　①油层注水开发后，由于水的驱动作用，大部分原油被采出，油层的含油饱和度降低。如果在注水采油的过程中，在油井隔一定时间取样分析，就可以看出热蒸发烃的轻组份峰值逐渐变小，谱图的色谱曲线丰度降低，碳数范围变窄，主峰碳数后移等规律现象。从原始含油饱和度与剩 余油饱和度的关系，就可以判断水淹层的状况、剩余油的分布和采出程度等方面的问题。

　　②注水采油时，水驱油首先是驱出物性好的储油层中的油。从理论上讲，对热解总值相同的储集层，物性好的驱油效果好，水淹程度大。通过油田生产实践也说明了这一点。这些问题均可以从热蒸发烃的含量，组份分布曲线、峰形、丰度、地化参数等的变化中反映出来。

　　③在注水采油时，水驱油首先是驱出密度低、粘度小的原油组份，随着采出程度的增加，采出原油的密度和粘 度逐渐升高。实际上储油层是个具有天然层析作用的“巨大的色谱柱”。而油气组份综合评价仪中的毛细管色谱柱则是储油层的微观形态和模拟实验。油气组份在二 者之中的运动规律基本一样，均为组份轻、分子小、粘度低、结构简单的化合物“跑”在前边，反之 “走”在后边。前进的动力前者是加压注水，后者是色谱柱中的载气推动。二者原理相同，只是宏观、微观的区别而已。所以油气组份综合评价仪能更好的解释注水 采油过程中的一系列问题。

　3.确定各单层油的产状

　　目前大多数油田的生产井多为混层或多层开采，如果要求单层产量、决定注水层位或判断窜层情况等问题，即了解单个 储集层情况，本仪器能很好地解决这方面的问题。因为各单层油、窜层油和混层油都有各自的组份特征谱图，如同前述鉴别真假油气显示一样，能够比较容易地识别 各单层油的情况，从而解决这方面的问题。

　4．在其它方面的应用

　　在石油行业中从广义范围讲．凡是烃类物质，如气态烃、液态烃或经过加热可以转化为烃类的固态物质（如沥青质、干酪根、焦油垫等）均可分析。除上述讲的四方面具体问题外，还广泛用于以下几个方面：

　(1)判断储集层性质：

　　通过分析可以获得油层、油水同层、含油水层、水层的色谱峰图，它们都各自具有不同的特征，以及提供不同的地化参数，因此可以直观、准确地了解储集层的情况。

　(2)判断储集层原油的性质：

储集层中的不同油气藏：天然气、凝析油、 轻质原油、中质原油和重质原油(即稠油)，本仪器均可以给出它们完整的组份谱峰图，根据它们各自的特征谱图很容易鉴别各种油气藏的详细情况。有关这方面的工作已经做了很多了，资料也比较丰富。

　 (3)对焦油垫的研究及测定：

焦油垫是富含沥青质的石油带，由油藏中的沥青质沉淀所致。因为它代表原地的不可采石油，

所以它的分布直接影响储油层的质量。对焦油垫的分析和研究，与油田开发和可采储量的计

算都有着重要意义。