泥质烃源岩黏粒级中不同赋存态轻/重烃分离方法

摘要

本发明提供一种泥质烃源岩黏粒级中不同赋存态轻/重烃分离方法，该泥质烃源岩黏粒级中不同赋存态轻/重烃分离方法包括：将泥质烃源岩岩心新鲜部分粉碎，并进行浸泡提取黏粒级组分；进行索氏抽提；用皂化液对抽提残渣进行皂化处理并对皂化残渣用正戊烷、二氯甲烷分别抽提；用酸解液对皂化残渣进行酸处理并对酸处理残渣分别用正戊烷、二氯甲烷抽提；用HF、HCl混合液对酸解残渣进行处理并分别用正戊烷、二氯甲烷对酸解残渣抽提；以及分别合并各处理液以及抽提液并用柱层析分离得到轻/重烃。该泥质烃源岩黏粒级中不同赋存态轻/重烃分离方法极大程度的改善了其他方法中轻烃散失的问题，并结合矿物分析可对烃类的赋存空间予以标定。

说明书

技术领域

本发明涉及油气地质勘探研究领域，特别是涉及到泥质烃源岩黏粒级中不同赋存态轻/重烃的分离方法。

背景技术

黏粒级中不同赋存态轻/重烃分离技术是为了获取泥质烃源岩中不同赋存方式存在的轻烃和重烃的一项烃源岩分析技术。不同赋存态轻/重烃的分离可有效用于研究泥质烃源岩中不同赋存态轻/重烃的含量与组成，并明确不同赋存态轻/重烃的赋存位置，为非常规油气的聚集成藏提供信息，进而为非常规油气的勘探开发和资源量计算提供指导。

  在油气勘探过程中，对烃类分析的传统方法主要是以氯仿抽提获得烃类和Rock-eval岩石热解实验获得烃类为主。其中氯仿抽提得到的仅仅是以物理方式萃取吸附于烃源岩中的可溶有机质，进一步通过柱层析得到部分残余烃类，主要以重烃为主，不能完全表征烃源岩中残余的总烃。岩石热解实验是通过程序升温加热的方法使烃类释放出来，然后通过氢离子火焰检测烃含量，但由于温度S₁、S₂分别为300℃前后所得总烃类，无法表征所得烃类与其赋存载体之间的关系。

    连续处理曾应用于土壤有机质以及海洋表层沉积物有机质研究中，但分离对象大都为沉积物原样或者从烃源岩中提取的干酪根有机质，识别出了不同赋存态的有机质，但这些有机质都以重烃或者脂肪酸为主，对于C₁₅以下的轻烃分析则未全面考虑。为此，我们发明了一种新的泥质烃源岩黏粒级组分中轻/重烃的分离方法，解决了以上问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种分析简单、价格低廉、测试数据全面准确的泥质烃源岩黏粒级不同赋存态轻/重烃类的分离方法。  

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：泥质烃源岩黏粒级中不同赋存态轻/重烃分离方法，该泥质烃源岩黏粒级中不同赋存态轻/重烃分离方法包括：步骤1，将泥质烃源岩岩心新鲜部分粉碎，并将粉碎后的该岩心新鲜部分进行浸泡提取黏粒级组分；步骤2，用正戊烷、二氯甲烷对黏粒级组分分别进行索氏抽提；步骤3，用皂化液对抽提残渣进行皂化处理并对皂化残渣用正戊烷、二氯甲烷分别抽提；步骤4，用酸解液对皂化残渣进行酸处理并对酸处理残渣分别用正戊烷、二氯甲烷抽提；步骤5，用HF、HCl混合液对酸解残渣进行处理并分别用正戊烷、二氯甲烷对酸解残渣抽提；以及步骤6，分别合并步骤2、步骤3、步骤4和步骤5中的各处理液以及抽提液并用柱层析分离得到轻/重烃。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

该泥质烃源岩黏粒级中不同赋存态轻/重烃分离方法还包括，在步骤1之前，将老的或干的岩芯样品外壁去掉，将与泥浆水接触的外壁去掉，以得到该岩心的新鲜部分。

步骤1还包括，在提取黏粒级组分前，用去离子水对粉碎后的该岩心新鲜部分充分浸泡，采用超声以及水磨方式使颗粒充分分散。

步骤1还包括，在提取黏粒级组分时，将分散液搅拌均匀，采用沉降法提取泥质烃源岩中黏粒级，每次提取后加入等量去离子水，搅拌均匀，将提取出的黏粒级去除水分后放入烘箱，低于40℃条件下烘干，去除水分以及有机溶剂。

在步骤2中，将研磨后的黏粒级样品置入索氏抽提器中，采用正己烷在37℃水浴抽提72小时，将所得抽提物过硅胶柱分离得到饱和烃和芳香烃，再用二氯甲烷相同条件下抽提72小时，将抽提物沉淀沥青质后过硅胶柱分离得到饱和烃和芳香烃，将两次抽提所得烃类浓缩至一定体积后供检测。

在步骤3中，将步骤2中的抽提后残渣烘干，加入皂化液，该皂化液中KOH浓度为6%，溶剂为体积比为9:1的CH₃OH /H₂O，60℃磁力搅拌条件下皂化12h，结束后分离液相皂化液，并将清洗残渣液与皂化液合并，用正戊烷、二氯甲烷分别萃取合并后皂化液，并用正戊烷、二氯甲烷分别抽提皂化后残渣，合并抽提液与萃取液，将合并的总皂化组分过硅胶柱分离得到饱和烃和芳香烃，浓缩后供检测。

在步骤4中，将步骤3中的皂化后残渣烘干，加入酸解液，该酸解液为6mol/L HCl加50-100mL甲醇，60℃磁力搅拌条件下酸解12h，结束后分离酸解液，并将残渣清洗液与酸解合并，用正戊烷、二氯甲烷分别萃取合并后的酸解液，并用正戊烷、二氯甲烷分别抽提酸解后残渣，合并抽提液与萃取液，将合并的总酸解组分过硅胶柱分离得到饱和烃和芳香烃，浓缩后供检测。

在步骤5中，将步骤4中的抽提后残渣烘干，置于四氟乙烯塑料容器中，加入HF、HCl与甲醇混合液，室温条件下去除硅酸盐矿物，结束后分离固液两相，并将清洗残渣液与去矿物液合并，用正戊烷、二氯甲烷分别萃取合并后去矿物液，并用正戊烷、二氯甲烷分别抽提去矿物后残渣，合并抽提液与萃取液，将合并的总去矿物组分过硅胶柱分离得到饱和烃和芳香烃，浓缩后供检测。

在步骤2、步骤3、步骤4和步骤5的处理过程中添加内标化合物以标定所得轻重烃的质量。

步骤6包括，在轻重烃进行检测之前对抽提液进行浓缩，对处理液进行有机溶剂萃取后浓缩。

步骤6包括，将步骤2、步骤3、步骤4和步骤5所得饱和烃、芳香烃组分分别测试，测试仪器为色谱质谱联用仪。

本发明中的泥质烃源岩黏粒级中不同赋存态轻/重烃分离方法，采用正戊烷进行抽提，极大的保护了赋存于泥质烃源岩黏粒级中的轻烃组分，二氯甲烷抽提则侧重于泥质烃源岩黏粒级中的重烃组分，能够最大限度的保证获得各赋存态的轻/重烃；本发明中碱处理所得烃类代表结合态有机质释放的轻/重烃，酸处理所得烃类代表强结合态轻/重烃，而不同结合态烃对应于黏粒级中烃类与黏土矿物的键合关系；本发明中轻/重烃检测前均保持液态，以减少轻烃损失；将所得轻/重烃合并后采用GC/MS检测，以有利于含量对比及分析研究。

附图说明

图1为本发明的泥质烃源岩黏粒级中不同赋存态轻/重烃分离方法的一具体实施例的流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

如图1所示，图1为本发明的泥质烃源岩黏粒级中不同赋存态轻/重烃分离方法流程图。在步骤101，将岩心用电锯割掉外壁，避免污染，以得到新鲜部分，流程进入到步骤102。

在步骤102，将步骤101得到的岩心放入研钵中粉碎，放入大烧杯中浸泡，并配以洗涤、水磨和超声以分散岩石颗粒，流程进入到步骤103。

在步骤103，将分散液搅拌均匀，采用沉降法提取泥质烃源岩中黏粒级，每次提取后加入等量去离子水，搅拌均匀，将提取出的黏粒级去除水分后放入烘箱，低于40℃条件下烘干，去除水分以及有机溶剂。流程进入步骤104。

在步骤104，研磨后的黏粒级样品置入索氏抽提器中，首先采用正己烷在37℃水浴抽提72小时，将所得抽提物过硅胶柱分离得到饱和烃和芳香烃，再用二氯甲烷相同条件下抽提72小时，将抽提物沉淀沥青质后过硅胶柱分离得到饱和烃和芳香烃，将两次抽提所得烃类浓缩至一定体积后供检测，流程进入步骤105。

在步骤105，将104步骤抽提后残渣烘干，置于圆底烧瓶中，加入皂化液（KOH浓度为6%，溶剂为CH₃OH/H₂O (9:1,v/v)），60℃磁力搅拌条件下皂化12h，结束后分离液相皂化液，并将清洗残渣液与皂化液合并，用正戊烷、二氯甲烷分别萃取合并后皂化液，并用正戊烷、二氯甲烷分别抽提皂化后残渣，合并抽提液与萃取液，将合并的总皂化组分过硅胶柱分离得到饱和烃和芳香烃，浓缩后供检测，流程进入步骤106。

在步骤106，将105步骤皂化后残渣烘干，置于圆底烧瓶中，加入酸解，液（6mol/L HCl加50-100mL甲醇），60℃磁力搅拌条件下酸解12h，结束后分离酸解液，并将残渣清洗液与酸解合并，用正戊烷、二氯甲烷分别萃取合并后的酸解液，并用正戊烷、二氯甲烷分别抽提酸解后残渣，合并抽提液与萃取液，将合并的总酸解组分过硅胶柱分离得到饱和烃和芳香烃，浓缩后供检测，流程进入步骤107。

在步骤107，将106步骤抽提后残渣烘干，置于四氟乙烯塑料容器中，加入HF、HCl与甲醇混合液，室温条件下去除硅酸盐矿物，结束后分离固液两相，并将清洗残渣液与去矿物液合并，用正戊烷、二氯甲烷分别萃取合并后去矿物液，并用正戊烷、二氯甲烷分别抽提去矿物后残渣，合并抽提液与萃取液，将合并的总去矿物组分过硅胶柱分离得到饱和烃和芳香烃，浓缩后供检测，流程进入步骤108。

在步骤108，将步骤104、105、106、107所得饱和烃、芳香烃组分分别测试。测试仪器为色谱质谱联用仪（GC/MS）。

在一实施例中，在处理过程中添加内标化合物以标定所得轻/重烃的质量。在轻/重烃进行检测之前对抽提液进行浓缩，对处理液进行有机溶剂萃取后浓缩。

在一实施例中，该泥质烃源岩黏粒级中不同赋存态轻分离方法按如下步骤进行：

a: 将岩心用电锯割掉外壁，避免污染，以得到新鲜部分；

b: 将a步骤得到的岩心放入研钵中粉碎，放入大烧杯中浸泡，并配以洗涤、水磨和超声以分散岩石颗粒；

c: 将分散液搅拌均匀，采用沉降法提取泥质烃源岩中黏粒级，每次提取后加入等量去离子水，搅拌均匀，将提取出的黏粒级去除水分后放入烘箱，低于40℃条件下烘干；

d: 研磨后的黏粒级样品置入索氏抽提器中，首先采用正己烷在37℃水浴抽提72小时，将所得抽提物过硅胶柱分离得到饱和烃和芳香烃；再用二氯甲烷相同条件下抽提72小时，将抽提物沉淀沥青质后过硅胶柱分离得到饱和烃和芳香烃，将两次抽提所得烃类浓缩至一定体积后供检测；

e: 将步骤d抽提后残渣烘干，置于圆底烧瓶中，加入皂化液（KOH浓度为6%，溶剂为CH₃OH/H₂O (9:1,v/v)），60℃磁力搅拌条件下皂化12h，结束后分离液相皂化液，并将清洗残渣液与皂化液合并，用正戊烷萃取合并后皂化液，并用正戊烷抽提皂化后残渣，合并抽提液与萃取液，将合并的总皂化组分过硅胶柱分离得到饱和烃和芳香烃，浓缩后供检测；

f: 将步骤e皂化后残渣烘干，置于圆底烧瓶中，加入酸解液（6mol/L HCl加50-100mL甲醇），60℃磁力搅拌条件下酸解12h，结束后分离酸解液，并将残渣清洗液与酸解合并，用正戊烷萃取合并后的酸解液，并用正戊烷抽提酸解后残渣，合并抽提液与萃取液，将合并的总酸解组分过硅胶柱分离得到饱和烃和芳香烃，浓缩后供检测；

g: 将步骤f抽提后残渣烘干，置于四氟乙烯塑料容器中，加入HF、HCl与甲醇混合液，室温条件下去除硅酸盐矿物，结束后分离固液两相，并将清洗残渣液与去矿物液合并，用正戊烷萃取合并后去矿物液，并用正戊烷抽提去矿物后残渣，合并抽提液与萃取液，将合并的总去矿物组分过硅胶柱分离得到饱和烃和芳香烃，浓缩后供检测；

h: 将步骤d/e/f/g所得饱和烃组分测试。测试仪器为色谱质谱联用仪（GC/MS）。

在另一实施例中，该泥质烃源岩黏粒级中不同赋存态轻分离方法按如下步骤进行：

a: 将岩心用电锯割掉外壁，避免污染，以得到新鲜岩芯；

b: 将a步骤得到的岩心放入研钵中粉碎，放入大烧杯中浸泡，并配以洗涤、水磨和超声以分散岩石颗粒；

c: 将分散液搅拌均匀，采用沉降法提取泥质烃源岩中黏粒级，每次提取后加入等量去离子水，搅拌均匀，将提取出的黏粒级去除水分后放入烘箱，低于40℃条件下烘干；

d: 研磨后的黏粒级样品置入索氏抽提器中，首先采用正己烷在37℃水浴抽提72小时，将所得抽提物过硅胶柱分离得到饱和烃和芳香烃； 再用二氯甲烷相同条件下抽提72小时，将抽提物沉淀沥青质后过硅胶柱分离得到饱和烃和芳香烃，将两次抽提所得烃类浓缩至一定体积后供检测；

e: 将步骤d抽提后残渣烘干，置于圆底烧瓶中，加入皂化液（KOH浓度为6%，溶剂为CH₃OH/H₂O (9:1,v/v)），60℃磁力搅拌条件下皂化12h，结束后分离液相皂化液，并将清洗残渣液与皂化液合并，用正戊烷萃取合并后皂化液，并用正戊烷抽提皂化后残渣，合并抽提液与萃取液，将合并的总皂化组分过硅胶柱分离得到饱和烃和芳香烃，浓缩后供检测；

f: 将步骤e皂化后残渣烘干，置于圆底烧瓶中，加入酸解液（6mol/L HCl加50-100mL甲醇），60℃磁力搅拌条件下酸解12h，结束后分离酸解液，并将残渣清洗液与酸解合并，用正戊烷萃取合并后的酸解液，并用正戊烷抽提酸解后残渣，合并抽提液与萃取液，将合并的总酸解组分过硅胶柱分离得到饱和烃和芳香烃，浓缩后供检测；

g: 将步骤f抽提后残渣烘干，置于四氟乙烯塑料容器中，加入HF、HCl与甲醇混合液，室温条件下去除硅酸盐矿物，结束后分离固液两相，并将清洗残渣液与去矿物液合并，用正戊烷萃取合并后去矿物液，并用正戊烷抽提去矿物后残渣，合并抽提液与萃取液，将合并的总去矿物组分过硅胶柱分离得到饱和烃和芳香烃，浓缩后供检测；

h: 将步骤d/e/f/g所得芳香烃组分测试。测试仪器为色谱质谱联用仪（GC/MS）。