巖石熱解儀實驗 生油巖/儲油巖 巖石熱解分析

一、實驗目的

1.掌握生油巖/儲油巖熱解分析的實驗原理；

2.掌握油氣顯示評價儀（OG-2000V）的使用方法；

3.能夠應用巖石熱解儀分析的結果對生油巖或儲油巖進行定性分析。

二、實驗原理

在一定的條件下，烴源巖中有機物一部分生成烴類，這些烴類一部分運移到具有孔隙性的儲層中，另一部分殘留在烴源巖中，而未生成烴類的高聚合物干酪根也存在于烴源巖中。儲層中石油主要由各種烴類、膠質和瀝青質構成，生油巖主要由烴類和生油母質干酪根組成。不同烴類組分，不同分子量和分子結構的膠質、瀝青質、干酪根均具不同的沸點，當溫度達到某有機組分的沸點時，該種有機物質便蒸發裂解并從巖石中解析。

油氣顯示評價儀的分析原理：當程序升溫時，巖石中的烴類、膠質、瀝青質、干酪根在不同的溫度點揮發、裂解，并從巖石中脫析，經載氣攜帶使其與巖石樣品進行定性的分離，并由載氣攜帶直接進入氫火焰離子化檢測器（FID）檢測，經微機進行運算處理，記錄各組份的含量和S2峰頂溫度（Tmax），予以評價烴源巖，儲集巖的優劣。

標準分析周期（適用于生、儲油巖樣品的熱解三峰分析）：本次實驗采用的分析周期

S0：90℃恒溫2min；S1：快速加熱至300℃恒溫3min；  S2：以50℃/min的速率升至600℃后，恒溫1min。

S4（殘碳分析周期）：

氧化階段：氧化爐600℃恒溫7min，熱阱低溫吸附CO、CO2；

分析階段：熱阱快速加熱至380℃恒溫，CO2轉換為CH4進入檢測器，共用3min。

適用于儲油巖樣品的熱解五峰分析周期（了解）：

*階段：將樣品加熱至90℃的載氣吹洗巖樣2min，檢測天然氣餾分S0峰。

第二階段：巖樣被送入初始溫度為200℃的熱解爐中恒溫1min，檢測汽油餾分S1峰。

第三階段：熱解爐從200℃以50℃/min程序升溫速率升溫至350℃，恒溫1min，檢測S21峰。

第四階段：熱解爐從350℃以50℃/min程序升溫速率升溫至450℃并恒溫1min，檢測S22峰。

第五階段：熱解爐從450℃以50℃/min程序升溫速率升溫至600℃并恒溫1min，檢測S23峰。

第六階段：樣品在氧化爐中600℃氧化，熱阱在常溫吸附，CO、CO2轉換分析。

熱解色譜資料可提供下述地化參數：

S0(mg/g)－巖石中輕烴（C1－C7）含量；

S1(mg/g)－巖石中殘留烴含量（若測S0時，不包括C1－C7烴）；

S2(mg/g)－巖石中裂解烴含量；

S3(mg/g)－巖石熱解生成的CO2量，代表巖石樣品在600℃下不能裂解的殘余有機碳，代表部分膠質和瀝青質。

三、實驗步驟

1.打開氣源總閥或氣體發生器開關，觀察其壓力分別不低于N20.3MPa、H20.3MPa、Air0.4MPa。

2.打開電源開關，儀器顯示“歡迎使用-OG-2000V 油氣顯示評價儀"，表明儀器上電正常。

3.設置分析周期和熱解、殘碳的靈敏度。

4.按“準備"鍵，儀器各點加熱進入準備狀態。

5.在儀器準備過程中，打開微機，進入地化分析程序。用鼠標點擊“井初始化"，鍵入井號等參數；再點擊“儀器調試"，在“周期設置"中選擇周期；再點擊“樣品分析"，填取S2、S4和Tmax的標定誤差范圍，等待熱解指示燈“準備Ⅰ"點亮。

6.指示燈“準備Ⅰ"點亮后，按“熱解"鍵進行空白分析，清洗坩堝2~3次。

7.空白分析合格后，程序自動進入標樣分析。程序自動比較相鄰兩次的標樣誤差，合格后自動進入樣品分析。

8.在分析過程中要觀察某種參數的工作狀態，按“顯示"鍵即可。

9.在分析過程中，可按“準備"鍵中斷該次分析，一起進入準備狀態。

10.若發現分析錯誤，可按“準備"鍵中斷該次分析，儀器進入準備狀態。

四、數據記錄及處理

對每一個實驗樣品，記錄樣品的編號、井號、井深、巖石名稱，實驗結束后，記錄S0、S1、S2、S4，并進行數據處理，按照

1.儲油巖評價參數：含油氣總zuiST；氣產率指數GPI；油產率指數OPI；總產率指數TPI；原油輕重組分指數PS；原油重質油指數IS；凝析油指數PI；輕質原油質數P2；中質原油指數P3；重質原油指數P4；

2.生油巖評價參數：產烴潛量PG；有效碳PC；產率指數PI；總有機碳TOC；降解潛率D；氫指數HI；氧指數OI；烴指數HCI；類型指數TI。

本次實驗，對于生油巖按照下面的公式計算：

總有機碳：TOC(%)=0.083(S0+S1+S2+S4)  氫指數：IH(mgHC/gTOC)=(S2/TOC)×100

有效碳：CP(%)=(S0+S1+S2)×0.083  氣產率指數GPI=S0/(S0+S1+S2)

油產率指數OPI=S1/(S0+S1+S2)  油氣總產率指數TPI=(S0+S1)/(S0+S1+S2)

氧指數IO(mgCO2/gTOC)=S3/TOC×100

五、討論

1. 樣品放置時間對熱解參數的影響；

2. 本次實驗，儀器未能樣品的S3，請從實驗的角度和油氣地化兩個方面解釋其含義。