一种低温常压合成岩盐原油烃包裹体晶体的方法

摘要

本发明提供了一种低温常压合成岩盐原油烃包裹体晶体的方法，所述方法包括在常压下对过饱和岩盐及原油烃混合溶液进行逐步降温结晶，包括以下步骤：1)配制岩盐过饱和溶液，在常压下降温以制备岩盐籽晶；2)将步骤1)中制备的籽晶置于容器中，向所述容器加入岩盐过饱和溶液；3)向步骤2)的加入了籽晶的岩盐过饱和溶液中加入原油烃，形成油-水混合溶液；4)进行降温结晶以得到晶体。

说明书

技术领域

本发明涉及油气勘探研究领域，更具体地，涉及一种低温常压合成岩盐原油烃包裹体晶体的方法。

背景技术

烃类包裹体是一种特殊类型包裹体,不仅记录了沉积成岩流体的成分、温度、压力等信息,同时也记录了盆地油气生成和演化信息,因而烃类包裹体研究在储层成岩作用、油气运移、油气成藏、盆地分析、油藏地球化学等研究领域中有着重要的理论意义和应用价值。目前无锡所已经实现了单一期次油气包裹体激光剥蚀成分分析。但地质样品中烃类包裹体数量少且有机质含量相对太少与仪器分析检测限相对过高是一对矛盾，而且地质样品都有唯一性，实验损耗后无法重复实验，如何合成接近地质样品尺度的原油烃类包裹体样品能直接对仪器进行实验标定，修改实验参数，从而大大提高地质样品实验效率，避免不必要的浪费。现有的金刚石压腔法和高温高压愈合晶体法缺陷都是时间很长，实验后有机质成分与初始成分发生变化。而焊封石英毛细管法合成的烃类包裹体的量又远远大于地质样品的实际含量，无法正确的来标定实验仪器。另外单体激光剥蚀实验所剥蚀的地质样品是不可再生的，而系统相对来说对地质样品的要求是非常高的，单一一个较大的烃包裹体的含量往往是无法满足实验最低检测限要求的，往往需要一个样品中同一期次的烃包裹体一起剥蚀才有可能达到仪器的最低检测限。所有对实验仪器当前的实验状态和检测限的判断标定工作需要一种已知成分的人工合成烃类包裹体来替代。这种包裹体的大小最好是比较接近地质样品的尺度，而捕获包裹体的矿物晶体尽量规则。

目前国内外合成烃包裹体的方法主要有三种，第一种是人工晶体合成法，包括高温高压条件下愈合人造石英晶体裂隙合成流体包裹体和低温下过饱和溶液结晶形成流体包裹体两种方法。但高温石英晶体合成石油烃包裹体过程中初始原油成分发生裂解分异变化，与实验后的包裹体烃类成分有差异。而低温下过饱和溶液结晶形成流体包裹体目前国际上也就开展单组分饱和烃合成实验，而相对复杂的合成原油烃包裹体实验并未开展。第二种是焊封石英管法，焊封石英管法Chou等(1990)[36]首先把标准气体或液体焊缝在石英管中作为标样对包裹体激光拉曼光谱分析技术进行了校正,该方法很快在流体包裹体分析仪器校正研究中迅速推广。但该实验合成的包裹体尺度远远大于地质样品的尺度，使得一些定量实验该标样不具备典型性。第三种是金刚石压腔法，由美国Bassett和Chou设计的热液金刚石压腔(HDAC)可以实现不同温压条件下的原位观察和测试,该装置装入液体样品是可以被看作是一个大的人工合成包裹体,因此被许多学者用来研究流体样品的PVTX性质和相平衡(卢焕章等,2004)，但该方法缺陷因为高温高压并不适合烃类包裹体的合成。

发明内容

本发明涉及一种合成岩盐原油烃包裹体晶体的方法，所述方法包括在常压下对过饱和岩盐及原油烃混合溶液进行逐步降温结晶。

本发明提供了一种合成岩盐原油烃包裹体晶体的方法，所述方法包括在常压下对过饱和岩盐及原油烃混合溶液进行逐步降温结晶，包括以下步骤：

1)配制岩盐过饱和溶液，在常压下降温以制备岩盐籽晶；

2)将步骤1)中制备的籽晶置于容器中，向所述容器加入岩盐过饱和溶液；

3)向步骤2)的加入了籽晶的岩盐过饱和溶液中加入原油烃，形成油-水混合溶液；

4)进行降温结晶以得到晶体。

在本发明中，所述常压是指1个标准大气压。

在本发明的一个优选实施方式中，在所述步骤1)中，所述岩盐选自NaCl、NaBr、KCl和KBr中的一种或多种，优选为KBr。

在本发明的一个优选实施方式中，在所述步骤1)中，所述的岩盐过饱和溶液的溶液温度是60℃至80℃，优选60℃。

在本发明的一个优选实施方式中，在所述步骤1)中，所述降温的过程为，自溶液配制完成起进行降温，每降温1℃至2℃后，保持恒温2天，直至溶液温度降为25℃至50℃，优选降温至45℃。

在本发明的一个优选实施方式中，在所述步骤2)中，先对步骤1)中制备的籽晶进行挑选，挑选出晶型规则、晶粒外观为立方体和/或长方体的晶体，再将其置于容器中，向所述容器加入岩盐过饱和溶液。

在本发明的一个优选实施方式中，所述晶体的体积大小为5-30mm³、优选为8-20mm³。

在本发明的一个优选实施方式中，所述步骤2)中，所述岩盐过饱和溶液的加入至恰好浸没所述岩盐籽晶。

在本发明的一个优选实施方式中，在所述步骤3)中，所述油-水混合溶液的油-水体积比为2:8-6:4，优选为3:7。

在本发明的一个优选实施方式中，在所述步骤4)中，所述降温的过程为，自油-水界面平衡后进行降温，每降温1℃至2℃后，保持恒温2天，直至溶液温度降为25℃至50℃，优选降温至45℃。

在本发明的一个优选实施方式中，在所述步骤3)中加入的所述原油烃为油井原油烃。

作为本发明的一个优选的具体的实施方式，本发明的方法包括：

(1)首先在水域加热条件下在烧杯里配置60℃常压下KBr过饱和溶液，将烧杯放入恒温干燥箱里控制降温速率，降温速率为每降温2℃恒温2天，直至降温至25-45℃。两周后从实验玻璃容器中倒掉饱和KBr溶液，将生成的KBr晶体放入烘箱干燥，干燥后将KBr晶体放入立体显微镜下挑先晶体规则的个体较小的KBr晶体作为籽晶备用。

(2)在60℃烘箱加热干燥环境下的聚四氟乙烯罐中放入石英玻璃柱，并将配置好的60℃常压下KBr过饱和溶液快速倒入，液面控制刚刚覆盖石英玻璃柱表面，记录下倒入的KBr溶液的体积，在液面下的石英玻璃柱表面放入事先已经制备好的籽晶颗粒3颗。

(3)根据已经倒入的KBr溶液体积，用移液管S106井原油烃沿聚四氟乙烯罐壁轻轻放入，配置油水比为3:7的混合溶液，轻轻加上盖子，并将聚四氟乙烯罐放入不锈钢套管中，关闭恒温干燥箱，设置降温程序每降温1℃恒温2天，直至降温至25-45℃。

(4)实验结束后快速拿出聚四氟乙烯罐，用镊子将石英玻璃柱先取出，拿下玻璃柱上KBr晶体，放入二氯甲烷中用超声波清洗，清洗后的溶液用紫外分光光度计再进行荧光测试，如果荧光强度依然很强，则将KBr晶体重新用二氯甲烷进行超声波清洗。反复多次直至表明油污清洗干净为止。

(5)经过上述方法处理的KBr晶体，用立体显微镜进行观察，挑选筛选出成功捕获原油烃包裹体的晶体并记录保存。

本发明的有益效果在于：

本方法可以在低温常压的温和反应条件下，稳定地在油水界面生长捕获原油烃包裹体，该类原油烃包裹体大小接近地质样品捕获的烃类包裹体尺寸。另外，合成条件相对简单，成分不易发生变化，晶体形状规则有利于在样品室中摆放分析。作为一种成分已知的标定物质，可做到批量合成，重复性强，剥蚀的单个原油烃包裹体体积可精确测量，成分分析的结果具有较高的信噪比及较好的峰型，为地质样品分析前做仪器状态参考标定，从而大大提高地质样品的分析成功概率。

附图说明

图1是纯原油液烃单相包裹体的红外光谱。

图2是含盐水的原油烃两相包裹体的红外光谱。

图3是S106井一间房组母油直接进样的GC-MS分析结果。

图4是用S106合成的原油烃包裹体激光剥蚀后GC-MS分析结果。

图5是岩盐原油烃包裹体制备中聚四氟乙烯罐内的示意图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进行详细说明，但本发明的范围并不限于以下实施例。

实施例1

采用本发明所述方法制备原油烃包裹体

首先在水浴加热条件下配置60℃常压下NaBr过饱和溶液，将溶液放入恒温干燥箱里控制降温速率，降温速率为每降温2℃恒温2天，直至降温至25℃。随后从实验容器中倒掉饱和NaBr溶液，将生成的NaBr晶体放入烘箱干燥，干燥后将NaBr晶体放入立体显微镜下挑先晶体规则的个体较小的NaBr晶体作为籽晶备用。

在60℃烘箱加热干燥环境下的聚四氟乙烯罐中放入石英玻璃柱，并将配置好的60℃常压下NaBr过饱和溶液快速倒入，液面控制刚刚覆盖石英玻璃柱表面，记录下倒入的KBr溶液的体积，在液面下的石英玻璃柱表面放入事先已经制备好的籽晶颗粒3颗。

根据已经倒入的NaBr溶液体积，用移液管S106井原油烃沿聚四氟乙烯罐壁轻轻放入，配置混合溶液，该混合液的油-水比为2:8，轻轻加上盖子，并将聚四氟乙烯罐放入不锈钢套管中，关闭恒温干燥箱，设置降温程序每降温1℃恒温2天，直至降温至25℃。

实验结束后拿出聚四氟乙烯罐，用镊子将石英玻璃柱先取出，拿下玻璃柱上的NaBr晶体，放入二氯甲烷中用超声波清洗，清洗后的溶液用紫外分光光度计再进行荧光测试，如果荧光强度依然很强，则将NaBr晶体重新用二氯甲烷进行超声波清洗。反复多次直至表明油污清洗干净为止。

实施例2

首先在水浴加热条件下配置80℃常压下KCl过饱和溶液，将溶液放入恒温干燥箱里控制降温速率，降温速率为每降温2℃恒温2天，直至降温至50℃。随后从实验容器中倒掉饱和KCl溶液，将生成的KCl晶体放入烘箱干燥，干燥后将KCl晶体放入立体显微镜下挑先晶体规则的个体较小的KCl晶体作为籽晶备用。

在80℃烘箱加热干燥环境下的聚四氟乙烯罐中放入石英玻璃柱，并将配置好的80℃常压下KCl过饱和溶液快速倒入，液面控制刚刚覆盖石英玻璃柱表面，记录下倒入的KBr溶液的体积，在液面下的石英玻璃柱表面放入事先已经制备好的籽晶颗粒3颗。

根据已经倒入的KCl溶液体积，用移液管S106井原油烃沿聚四氟乙烯罐壁轻轻放入，配置混合溶液，该混合液的油-水比为6:4，轻轻加上盖子，并将聚四氟乙烯罐放入不锈钢套管中，关闭恒温干燥箱，设置降温程序每降温1℃恒温2天，直至降温至50℃。

实验结束后拿出聚四氟乙烯罐，用镊子将石英玻璃柱先取出，拿下玻璃柱上的KCl晶体，放入二氯甲烷中用超声波清洗，清洗后的溶液用紫外分光光度计再进行荧光测试，如果荧光强度依然很强，则将KCl晶体重新用二氯甲烷进行超声波清洗。反复多次直至表明油污清洗干净为止。

实施例3

首先在水浴加热条件下配置60℃常压下NaCl过饱和溶液，将溶液放入恒温干燥箱里控制降温速率，降温速率为每降温2℃恒温2天，直至降温至45℃。随后从实验容器中倒掉饱和KCl溶液，将生成的KCl晶体放入烘箱干燥，干燥后将KCl晶体放入立体显微镜下挑先晶体规则的个体较小的KCl晶体作为籽晶备用。

在60℃烘箱加热干燥环境下的聚四氟乙烯罐中放入石英玻璃柱，并将配置好的60℃常压下KCl过饱和溶液快速倒入，液面控制刚刚覆盖石英玻璃柱表面，记录下倒入的KBr溶液的体积，在液面下的石英玻璃柱表面放入事先已经制备好的籽晶颗粒3颗。

根据已经倒入的KCl溶液体积，用移液管S106井原油烃沿聚四氟乙烯罐壁轻轻放入，配置混合溶液，该混合液的油-水比为6:4，轻轻加上盖子，并将聚四氟乙烯罐放入不锈钢套管中，关闭恒温干燥箱，设置降温程序每降温1℃恒温2天，直至降温至45℃。

实验结束后拿出聚四氟乙烯罐，用镊子将石英玻璃柱先取出，拿下玻璃柱上的KCl晶体，放入二氯甲烷中用超声波清洗，清洗后的溶液用紫外分光光度计再进行荧光测试，如果荧光强度依然很强，则将KCl晶体重新用二氯甲烷进行超声波清洗。反复多次直至表明油污清洗干净为止。

实施例4

采用本发明所述方法制备原油烃包裹体，并选用岩盐合成原油烃包裹体晶体标样进行对比。对比实验采用VERTEX 70型傅立叶变换红外光谱仪与HYPERION 2000型红外显微镜联用以及安捷伦公司生产的GC(7890A)—MS(5975C)成分分析仪进行。为了判别捕获包裹体的所存在的相态数，对纯原油烃和合成原油烃包裹体进行红外光谱分析(图1，图2)。另外为了评估本方法合成的原油烃包裹体样品所捕获的成分与标样原油成分的接近程度，对合成烃包裹体的母油的成分进行了直接进样分析(图3、图4)。

由图1及图2对比可知，本底成分分析结果无论是在杂峰的数量还是在响应强度方面均远小于包裹体成分的结果，说明方法本身所引入的污染对分析结果造成的影响较小。由图3以及图4的对比可知，包裹体中的烃类成分以正构烷烃为主，主峰碳为C16，最高可以检测到C23，包裹体中的烃类物质较轻，推测包裹体中捕获的为轻质油或凝析油，因为包裹体体积小，有机组分含量少，所以检测结果与充足量的原油检测的正构烷烃相比峰值稍有减少，但峰型形态非常近似。因此，可以得出以下结论：用包裹体中的成分可以还原大部分古油藏的有机质组分，其与实际情况相对比较吻合。

应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。