烃类包裹体标型样品合成及其显微红外光谱表征

摘要

在含油气盆地中，矿物所捕获的烃类包裹体可以为地质历史中石油的运移和聚集提供直接证据，通过对其分析可以进行油源对比、油气运移、油气成藏期次等方面的研究。目前常通过荧光分析来快速判断烃类包裹体的期次，但是不少研究表明，即便是同一个流体包裹体组合（FIA）中也可能出现不同具有不同颜色荧光的烃类包裹体。而傅里叶变换红外（FTIR）显微光谱技术是一种非破坏性分析技术，可以获得单个烃类包裹体中的油气分子结构信息，是识别和分析烃类包裹体的有效方法。本文拟通过对已知油气成熟度烃类包裹体标样分析，以期建立FTIR分析单个烃类包裹体油气成熟度的方法。 本论文采用色谱-质谱联用仪分析不同成熟度系列原油的组成和含量，通过人工合成流体包裹体技术，在设定好的温度和压力条件下，在过饱和的氯化钠溶液里，通过蒸发作用结晶氯化钠，在结晶过程中捕获不同成熟度的原油来合成具有代表性的烃类包裹体。分别利用傅里叶红外显微光谱技术和同步辐射红外光谱技术对标型样品进行分析，获取典型烃类包裹体的红外光谱特征。同步辐射光源具有亮度高、强度高、可调波长范围广等特性，与显微技术相结合可以大幅度提高红外显微光谱的信噪比和空间分辨率，获得微米级尺度上质量较好的红外光谱。通过 Peakfit 软件对两种红外光谱进行分峰拟合来计算峰高、峰面积等红外光谱特征参数，对比结果显示采用同步辐射红外显微光谱技术分析烃类包裹体的效果更好。 计算了原油的C2920S/(20S+20R)、C29ββ/(αα+ββ)、Ts/(Ts+Tm)等成熟度参数，分别分析了傅里叶红外光谱和同步辐射红外光谱中 CH2a/CH3a峰强比、A[∑CH2]/A[∑CH3]峰面积比与油气成熟度参数之间的关系。实验结果显示，C2920S/(20S+20R)、C29ββ/(αα+ββ)、Ts/(Ts+Tm)三个参数都是随着傅立叶红外光谱 CH2a/CH3a峰强比和 A[∑CH2]/A[∑CH3]峰面积比的增大而减小，即CH2a/CH3a峰强比和A[∑CH2]/A[∑CH3]峰面积比增大，油气成熟度降低。Ts/(Ts+Tm) 随着同步辐射红外光谱CH2a/CH3a峰强比和A[∑CH2]/A[∑CH3]峰面积比的增大而减小。C2920S/(20S+20R)、C29ββ/(αα+ββ)、Ts/(Ts+Tm)三个参数随着Xinc、Xstd和原油平均碳原子数的增加也呈减小的趋势，即碳链长度增加，油气的成熟度降低。基于本次研究结果，通过红外光谱特征参数与成熟度参数之间的关系可以实现烃类包裹体中油气成熟度的红外光谱特征定量分析。

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