一种致密岩心中烃类的恢复方法

本发明涉及一种致密岩心中烃类的恢复方法，属于油气勘探。

背景技术：

1、常规储层或页岩油储层中原油含量评价非常重要，比如烃类的定量决定了储量的计算，比如页岩油中的游离烃和束缚烃相对含量评价问题，游离烃的含量决定了可以在地下可以采出的原油。

2、地下钻取的岩心中含有丰富的烃类，这些烃类中的轻质组分非常容易挥发，造成实验检测岩心中的烃类含量不准确。目前评价岩心中烃类的方法主要有溶解法和热解法，两种方法均存在弊端，不能定量恢复已经挥发的轻质烃类。

3、石油中的轻烃指的是c1-c14化合物，这种轻烃在生油岩的烃类初次运移和进入运移通道及储集层后的二次运移中最为活跃。目前实验分析中，无论是氯仿抽提还是岩样热解，大部分的轻烃都被损失掉，即使是采用吸附烃法和轻烃法，也只能回收一部分。

4、前人在页岩油评价过程中，通常用热解参数s1(游离烃含量)和氯仿沥青“a”含量分别表征残留烃与残留油含量。

5、用于评价页岩油含油率参数s1的岩石热解分析方法的工作原理是：在热解炉中把粉碎后的岩样在300℃恒温3min，由氢离子火焰检测器进行检测，定量分析烃源岩中的游离烃s1(mg/g)；从300℃按一定的升温速率，程序升温至850℃，定量检测烃源岩中的干酪根热裂解生成的热解烃s2(mg/g)。s1+s2能代表岩石中烃类的总含量，s1+s2越大，表明岩石中的烃类含量越高。

6、用于评价页岩油含油率参数氯仿沥青“a”含量的氯仿抽提方法的工作原理是：将岩石粉碎后装入经抽提的滤纸筒包好，将其装入抽提器样品室中，用氯仿进行抽提，直至从样品室滴下的抽提液荧光减弱至荧光3级以下；将抽提物溶液转移至恒重的称量瓶中挥发至干，并计量空称量瓶与装有氯仿沥青的称量瓶的重量之差即为氯仿沥青“a”的质量。

7、然而，进行热解分析所用的岩石样品往往是在岩心库中静置了很长时间，c6-c9的轻烃全部损失，但较氯仿沥青“a”由于实验步骤造成的轻烃大量损失。因此，特提出本发明，为油田储量计算或有效层的勘探开发提供依据。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种致密岩心中烃类的恢复方法，采用岩石热解法、原油层析柱分离法、全烃气相色谱法，解决现有技术中存在的如下缺陷：保压取芯的成本昂贵，而且也不确保实验过程轻烃会损失。

2、本发明提供的致密岩心中烃类的恢复方法，包括如下步骤：

3、s1、含油岩心破碎后进行热解，得到岩心中总烃类的相对含量s1+s2(mg/g)；

4、s2、采用三氯甲烷溶解含油岩心，所得原油进行分离，得到饱和烃、芳香烃、非烃和沥青质，进而得到岩心中饱和烃所占整个烃类的比例，记为a；

5、s3、步骤s2溶解所得原油进行全烃气相色谱分析，分析定量正构烷烃和异构烷烃，分析全烃色谱中所有烷烃化合物的相对峰面积，鉴定出姥姣烷和植烷；

6、s4、取岩心对应的开采井中的原油进行全烃气相色谱分析，分析定量正构烷烃和异构烷烃，分析全烃色谱中所有烷烃化合物的相对峰面积，鉴定出姥姣烷和植烷；

7、根据下式得到岩心中损失的轻烃的比例：a1/(a1+a2)；

8、其中，a1表示岩心中损失的烷烃面积总和，a2表示岩心中实测烷烃面积总和，a3表示岩心中姥姣烷pr+植烷ph面积总和；

9、s1根据下述得到：(a1+a2)/a3＝a4/a5；

10、其中，a4表示开采井原油中实测烷烃面积总和，a5表示开采井原油中姥姣烷pr+植烷ph面积总和；

11、根据下述得到岩心中总烃含量：(s1+s2)/(1-h)mg/g；

12、其中，h＝a×a1/(a1+a2)。

13、步骤s3和s4中，所述全烃气相色谱分析的条件如下：

14、气相色谱仪：分流/不分流进样系统，可接毛细管柱，检测器为氢火焰离子化检测器(fid)；空气压缩机，氢气发生器。色谱的条件是:hp-pona色谱柱，长50m，直径0.200mm，膜厚0.50μm。升温程序为35℃以3℃/min至70℃，再以4℃/min至310℃，并保持3min。随着高纯氦(纯度不低于99.995％)、氢气(纯度不低于99.9％，氢气发生器制备)、空气通过柱子，不同化合物将以不同速率被分离，并到达检测器进行检测和定量。全烃气相色谱中检测到的化合物主要为饱和烃中的化合物。

15、步骤s1中，所述热解的条件如下：

16、岩石热解分析仪，残余有机碳分析仪，电子天平(感量0.1mg)。氢气(纯度不小于99.99％)；氦气(纯度不小于99.99％)；氮气(纯度不小于99.99％)；压缩空气(经干燥净化)；无水硫酸钙；变色硅胶；二氧化碳吸附剂；二氧化硫吸附剂；二氧化锰；氧化铜；5a分子筛(颗粒直径2mm)；镍催化剂。

17、程序升温方法：初温为300℃，保留3min，速率50℃/min，热解终温为600℃，保留1min。

18、采用柱层析分离所述饱和烃，

19、分离饱和烃、芳香烃、非烃和沥青质的步骤如下：

20、1、分离沥青质

21、(1)称取20mg～50mg原油，放置于50ml具塞三角瓶中，在不断摇荡下加入30ml左右正己烷，放置12～24小时以上充分沉淀沥青质；

22、(2)用塞有脱脂棉的漏斗过滤沥青质，用三角瓶承接滤液，用正己烷洗涤三角瓶及脱脂棉至滤液无色为止。滤液用旋转蒸发器蒸馏浓缩3～5ml。

23、(3)换上恒重的称量瓶，用二氯甲烷溶解三角瓶及漏斗中脱脂棉上的沥青质，洗涤至滤液无色，挥干溶剂，称重沥青。

24、2、分离饱和烃

25、(1)层析柱应安装在10～30℃的通风柜中，在层析柱底部填塞少量脱脂棉，先加入3g硅胶，再加入2g氧化铝，轻击柱壁，使吸附剂填充均匀，并立即加入适量正己烷润湿柱子。

26、(2)润湿柱子的正己烷液面接近氧化铝层顶部界面时，将过滤后得到的浓缩液(3～5ml)转入层析柱，以每次5ml正己烷共6次淋洗饱和烃，用恒重好的称量瓶承接饱和烃馏分。

27、3、分离芳烃

28、当最后一次5ml正己烷淋洗液液面接近氧化铝层顶部界面时，以每次5ml2:1的二氯甲烷：正己烷混合溶剂共4次淋洗芳香烃。当第一次5ml二氯甲烷与正己烷混合溶剂(2:1)流进柱内3ml时(原油样为2ml)，取下承接饱和烃的称量瓶，换上承接芳香烃的称量瓶。

29、4、分离非烃

30、在最后一次5ml二氯甲烷与正己烷混合溶剂液面接近氧化铝层顶部界面时，先用10ml无水乙醇，后用10ml二氯甲烷淋洗非烃。当无水乙醇流进柱内3ml时，取下承接芳香烃的称量瓶，换上承接非烃的称量瓶。

31、建立本发明方法的背景为：在岩心从井底到达地面的过程中、岩心在岩心库中长时间放置的过程中以及实验前对样品的粉碎过程中，泥页岩中的气态烃(c1-c5)和轻质液态烃(c6-c9)已经损失殆尽。在页岩油资源评价过程中，用氯仿沥青“a”含量代表页岩油量，会忽略在实验操作过程中损失的c6-c13轻烃部分。用参数s1来代表页岩油量，会忽略沸点低于300℃的高碳数烃类、nso化合物及在样品放置与样品制备过程中挥发出的轻烃。

32、本发明不采用钻井原油分离饱和烃和岩心溶解油饱和烃做差确定损失量的原因是：原油中如果含有大量轻烃，在分离过程中会散失掉，而且在分离过程中试剂与轻烃混合，挥发试剂的过程中，轻烃也会随试剂一起挥发，所以这种方法不准确，原油中的样品应该直接进样检测，保留其真实性。

33、常规储层或页岩油储层中原油含量评价非常重要，准确定量烃类含量决定了储量的计算、开采价值的评价、工程的设计等，是油田现场急需解决的问题。

技术特征：

1.一种致密岩心中烃类的恢复方法，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的恢复方法，其特征在于：步骤s3和s4中，所述全烃气相色谱分析的条件如下：

3.根据权利要求1或2所述的恢复方法，其特征在于：步骤s1中，所述热解的条件如下：

4.根据权利要求1-3中任一项所述的恢复方法，其特征在于：采用柱层析分离所述饱和烃。

技术总结
本发明公开了一种致密岩心中烃类的恢复方法。所述恢复方法，包括如下步骤：含油岩心破碎后进行热解，得到岩心中总烃类的相对含量S1+S2；采用三氯甲烷溶解含油岩心，所得原油进行分离，得到饱和烃、芳香烃、非烃和沥青质，进而得到岩心中饱和烃所占整个烃类的比例；溶解所得原油进行全烃气相色谱分析，分析定量正构烷烃和异构烷烃，分析全烃色谱中所有烷烃化合物的相对峰面积，鉴定出姥姣烷和植烷；取岩心对应的开采井中的原油进行全烃气相色谱分析，分析定量正构烷烃和异构烷烃，分析全烃色谱中所有烷烃化合物的相对峰面积，鉴定出姥姣烷和植烷；根据下述得到岩心中总烃含量：(S1+S2)/(1‑h)。

技术研发人员：邹贤利,陈佳,程思俊,许涛,刘晓强,杨亚南,刘红现,胡丽萍,刘伟涛,覃柳源
受保护的技术使用者：中国石油大学（北京）
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23