輕烴分析在石油地質(zhì)研究中的意義

金 平（遼河油田石化輕烴廠，遼寧 盤錦 124010）

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輕烴分析在石油地質(zhì)研究中的意義

金 平
（遼河油田石化輕烴廠，遼寧 盤錦 124010）

摘 要：經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展加大了對于石化能源的需求。輕烴是油氣藏在介質(zhì)中存儲的重要形式，輕烴在油氣藏中沿著介質(zhì)移動時，會與介質(zhì)產(chǎn)生一定的物質(zhì)及能量的交換，從而使得輕烴在介質(zhì)中的存儲形式產(chǎn)生多樣性的變化，依據(jù)輕烴在自然界中的存儲形式可將其劃分為游離態(tài)、溶解態(tài)、物理/化學(xué)吸附態(tài)等多種形式。輕烴的各種存儲狀態(tài)是周邊介質(zhì)與環(huán)境共同作用的結(jié)果，這一存儲狀態(tài)是動態(tài)的平衡，同時這種存儲狀態(tài)與油氣藏的相關(guān)性也有所差異，同時通過對輕烴的提取及狀態(tài)分析可以對油藏的開發(fā)提出一定的指導(dǎo)意見。本文在分析輕烴各賦存狀態(tài)的組分及含量特征的基礎(chǔ)上對如何做好在油氣藏的開發(fā)進(jìn)行研究分析。

關(guān)鍵詞：輕烴；石油地質(zhì)；分析

0. 前言

輕烴物質(zhì)是油氣藏的主要組分，同時也是油氣藏的主要存儲方式。在油氣藏的勘探時應(yīng)當(dāng)致力于對地質(zhì)中的各種烴類地球化學(xué)信息進(jìn)行檢測與讀取，通過樣本分析找出各種烴類的演化物及伴生物的地球化學(xué)信息。在石油地質(zhì)勘測中使用輕烴分析技術(shù)最主要的目的是通過對各種輕烴在介質(zhì)中的不同賦存狀態(tài)來對下伏地層的含油氣信息進(jìn)行捕捉，進(jìn)而指導(dǎo)對于油氣藏的開發(fā)利用。

1. 輕烴的不同賦存狀態(tài)與烴源之間的聯(lián)系

地層中油氣藏中所含有的輕烴在介質(zhì)中運(yùn)動時，會與周邊介質(zhì)產(chǎn)生物質(zhì)及能量的交換，其中輕烴與介質(zhì)所產(chǎn)生的物質(zhì)交換作用主要有吸附、溶解以及水合和氧化等的作用，其中不同的作用方式會產(chǎn)生不同的地質(zhì)化學(xué)信息。在周邊介質(zhì)對輕烴產(chǎn)生吸附作用時主要分為物理和化學(xué)吸附兩種吸附方式，在介質(zhì)吸附輕烴類物質(zhì)的作用過程中是一個不均勻的吸附過程，且會受到溫度的較大影響，介質(zhì)所產(chǎn)生的吸附作用是一種動態(tài)的過程，且時刻伴隨著油氣藏進(jìn)行運(yùn)移。各種賦存狀態(tài)下的輕烴與介質(zhì)會產(chǎn)生動態(tài)的、相對的平衡，在輕烴賦存的外界環(huán)境產(chǎn)生變化時，輕烴賦存狀態(tài)的平衡會被打破，并逐漸演變成新的動態(tài)的平衡，這種輕烴的物理的化學(xué)的吸附特性會傳遞出重要的地球化學(xué)信息。通過游離態(tài)輕烴、溶解態(tài)輕烴以及水合狀態(tài)的輕烴以及介質(zhì)對輕烴所產(chǎn)生的物理的化學(xué)的吸附特性會直接反應(yīng)出油氣藏的重要的組成與含量上的信息。對于后續(xù)的油氣藏的開發(fā)有著重要的指導(dǎo)性的作用。

2. 輕烴在介質(zhì)中的空間分布的特征

輕烴在介質(zhì)空間中的分布受到多種環(huán)境作用的影響，輕烴分布是各種異效應(yīng)綜合作用的結(jié)果。通道過濾分異效應(yīng)的結(jié)果是分子直徑大于通道直徑的輕烴組分會在通道中滯留下來，而小于通道直徑的輕烴組分則會從其中穿過并向上持續(xù)運(yùn)動。

物理吸附作用對輕烴物質(zhì)的空間分布的影響主要是使分子量較大的輕烴組分滯留在油氣儲層中或是緊鄰儲層的上覆地層中，而較小的輕烴組分則穿過上覆地層繼續(xù)向上移動，同時增大同分異構(gòu)的異構(gòu)比。在地層圍巖的化學(xué)吸附中，化學(xué)吸附會使得圍巖中吸附有較多的分子量較小的輕烴組分，并使得同分異構(gòu)的輕烴組分的異構(gòu)比大為減小。圍巖吸附所產(chǎn)生的分子量較小的輕烴組分的累積效果并不是持續(xù)增加的，而是具有一定的上限，這一累積過程會持續(xù)到圍巖的化學(xué)吸附作用在周邊環(huán)境下所產(chǎn)生的平衡。

輕烴的空間分布特性中，溶解分異效應(yīng)所產(chǎn)生的作用是將分子量較大的輕烴組分吸附在油溶劑中，使其無法向上持續(xù)運(yùn)移，而對分子量較小的輕烴組分的吸附能力較弱，使其可以較為容易擺脫溶解吸附力，并呈現(xiàn)出游離氣相或是溶解與水中的形式持續(xù)向上進(jìn)行運(yùn)移。

擴(kuò)散分異效應(yīng)主要是以擴(kuò)散的形式來使得輕烴組分進(jìn)行運(yùn)移，在這一運(yùn)動的過程中，分子量較小的輕烴組分相較于分子量較大的輕烴在擴(kuò)散移動速度上要更快。生物降解所產(chǎn)生的分異效應(yīng)會使得輕烴組分中的大分子鏈輕烴組分向較小的分子鏈輕烴組分進(jìn)行轉(zhuǎn)變。這一過程中會使得輕烴組分中的異構(gòu)比變大。在地層中的輕烴組分的空間結(jié)構(gòu)特性中，單獨(dú)一種分異作用對輕烴組分所造成的影響較小，但是多種分異作用的共同作用會產(chǎn)生較為明顯的作用，會對輕烴在空間上的成分分布特征產(chǎn)生較為嚴(yán)重的影響。

3. 輕烴的分析方法

3.1 輕烴的定量提取方法

在輕烴的定量提取中根據(jù)提取量的不同分為相對和絕對定量兩種方式，相對定量提取指的是通過對樣品中的一部分進(jìn)行提取分析來獲得輕烴的相關(guān)數(shù)據(jù)，并以此來對地層油藏進(jìn)行分析，絕對定量指的是對整個樣品進(jìn)行全部的分析。相比較而言，絕對定量提取所獲得的分析數(shù)據(jù)能夠更為真實(shí)地反應(yīng)輕烴組分的相關(guān)數(shù)據(jù)，但是耗時較多且花費(fèi)較多，而采用相對定量分析則花費(fèi)較少也更為快捷。對于游離輕烴定量提取采用的是絕對定量提取的方式。而對于物理吸附輕烴的提取則采用的是真空脫氣或是頂部空間氣等的手段進(jìn)行輕烴組分的提取。對于化學(xué)吸附輕烴定量的提取可以采用酸解法或是熱釋法進(jìn)行輕烴組分的定量提取。

3.2 輕烴提取后的定量分析方法

完成對于輕烴組分的定量提取后，可以采用氣相色譜儀對樣本進(jìn)行分析，其中對于色譜的分析條件則需要依據(jù)色譜柱的類型以及分析的需求進(jìn)行相應(yīng)的選擇。其中，多采用的是保留時間的定性法來完成對于輕烴的定量分析。

在對樣本進(jìn)行輕烴組分分析時，會受到樣本中的非油氣藏來源的輕烴組分的影響，從而對分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與可靠性產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。其中干擾輕烴的來源有以下幾種：（1）原生烴，這種輕烴組分主要以化學(xué)吸附的形式存在，其形成的渠道較多其復(fù)雜，大多是長期存在的。（2）自生烴，此種輕烴大多是由于沉積的有機(jī)物在長期的地質(zhì)作用下伙食微生物的作用下所產(chǎn)生的，其存在的賦存形式多且復(fù)雜。（3）遷移烴，這種輕烴組分是在其他地方由沉積物或是有機(jī)物形成輕烴后遷移而來的。在這些非油藏輕烴的干擾影響中，將會對地球化學(xué)信息的準(zhǔn)確判斷產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，需要對影響烴進(jìn)行準(zhǔn)確的判別與分析，排除影響烴所造成的影響。

4. 輕烴分析在石油地質(zhì)研究中的意義

各種狀態(tài)的輕烴在三維空間的有規(guī)律分布構(gòu)成了地球化學(xué)場，通過研究輕烴地球化學(xué)場對勘探查找油氣藏有著重要的指導(dǎo)作用，輕烴化學(xué)場是一種有規(guī)律的空間與時間函數(shù)，通過對其進(jìn)行研究可以發(fā)現(xiàn)其表現(xiàn)為：地層區(qū)域空間內(nèi)的游離輕烴、溶解輕烴、物理吸附、化學(xué)吸附以及水合輕烴等幾個方面的濃度與組成的分布，通過對上述輕烴分布情況進(jìn)行研究分析，可以指出區(qū)域內(nèi)的油藏分布及油氣藏的分布性質(zhì)與特征。在輕烴的分析中，各種方法都有所關(guān)聯(lián)，同時在研究輕烴分布中發(fā)現(xiàn)，輕烴在垂向運(yùn)移中與介質(zhì)相互作用會使得介質(zhì)產(chǎn)生一定的氧化反應(yīng)進(jìn)而導(dǎo)致介質(zhì)的物理與化學(xué)特性產(chǎn)生一定的改變，通過對這些改變進(jìn)行研究歸納并積極引入物理與化學(xué)的分析方法，并利用這些方法來追蹤輕烴的運(yùn)移方向與過程，為油氣藏的開發(fā)與利用打下良好的基礎(chǔ)。

通過對輕烴進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)，地層中所含有的游離烴受到的巖性等的因素的影響較小，其與油氣藏的聯(lián)系較為緊密，通過對其進(jìn)行研究可以發(fā)現(xiàn)游離烴的組成和含量上的特征可以對某一區(qū)域的油氣藏的性質(zhì)和特征進(jìn)行表現(xiàn)，所以，為對區(qū)域內(nèi)的油氣藏進(jìn)行勘測，可以利用游離輕烴的組成和含量的變化來對橫向剖面上的油氣藏的位置、性質(zhì)等特性進(jìn)行預(yù)測與判斷，地層中的某層為物理吸附輕烴的組成與含量受到游移游離態(tài)輕烴和溶解態(tài)輕烴組成和含量的影響，游移游離態(tài)輕烴和溶解態(tài)輕烴主要來自于地域內(nèi)的油氣藏，因此，通過對其進(jìn)行測量和分析可以直觀地反應(yīng)油氣藏的性質(zhì)與位置等的信息，在對輕烴進(jìn)行分析時，要注意做好對于樣本的物理吸附輕烴的組成與含量分析，通過對某一層位物理吸附輕烴的組成與含量進(jìn)行分析，可以方便地掌握地層及下伏層的含油氣信息。

結(jié)語

輕烴在地層中的賦存狀態(tài)對研究區(qū)域內(nèi)的油氣藏分布有著重要的意義，輕烴在各種賦存狀態(tài)下與周邊介質(zhì)保持著相對的、動態(tài)的平衡，輕烴在地層空間中的分布表現(xiàn)出規(guī)律性的地球化學(xué)場，通過對輕烴采用定量提取的方法來對石油地質(zhì)情況與地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行分析。為更好地做好對于油氣藏的分析，在完善和發(fā)展輕烴分析技術(shù)的基礎(chǔ)上需要重點(diǎn)加強(qiáng)對于物理吸附輕烴與游離態(tài)輕烴定量提取技術(shù)的研究，為油氣藏的位置等的特性分析提供數(shù)據(jù)支持?；瘜W(xué)吸附輕烴與油氣藏之間存在著間接的聯(lián)系，在油氣藏的分布中，其上部空間環(huán)境中會顯現(xiàn)出于正常空間環(huán)境不同的化學(xué)吸附輕烴分布，即使是油氣藏在遭到破壞后此種異常仍然存在，因此，多使用化學(xué)吸附輕烴分析來對油氣藏的存在進(jìn)行否定分析，在輕烴分析中，巖性因素對化學(xué)吸附輕烴的組成與含量影響較大，在地表油氣化碳中由于巖性較為穩(wěn)定可以使用化學(xué)吸附輕烴的組成與含量來對油氣進(jìn)行指示。

參考文獻(xiàn)

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中圖分類號：TE122

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