全二維色譜飛行時間質譜分析法如何應用于石油地質樣品分析

朱慶華

摘 要：隨著我國經濟的快速發展，對于石油的需求量也越來越多，在石油的勘測過程中使用全二維氣相色譜—飛行時間質譜技術來對開采出來的石油地質樣品進行了分析研究，通過使用此項技術來對原油進行分析能夠直接顯示原油中的組分，各種烴類物質的組成分布在特征區域，此項技術在石油勘探研究中有著非常廣泛的的應用。

關鍵詞：全二維氣相色譜；飛行時間質譜；烴類物質

中圖分類號：TE622 文獻標識碼：A

全二維氣相色譜技術是上世紀90年代初出現的一種石油檢測技術，其通過將兩種相互獨立的兩根色譜通過使用串聯的方式進行組合，通過餾分技術來實現氣相色譜分離特性的正交化。本文通過使用全二維氣相色譜分析技術來對不同地區的原油樣本進行分析，介紹其在有機地球化學研究中的作用。

1 實驗使用的儀器設備

由于需要使用全二維氣相色譜——飛行時間質譜技術來對原油樣本進行分析，因此，選用的儀器為氣相色譜儀和飛行時間質譜儀組成。

2 實驗使用的原油樣本的組成

由于原油樣本是由各種不同的烴類物質組成，現今對原油樣本中烴類物質進行分析主要使用液相色譜或者是氣相色譜，但是以上這兩種方法無法對原油中的烴類物質的詳細組成進行分析，而僅能得出烴類物質的類型和含量等數據，在獲得以上數據的同時也能得到原油中所含有的膠質和瀝青質物質的含量，而使用多維色譜法是由多種分析方法相結合能夠完成多種烴類物質的分析，但是多維分析法操作較為復雜，分析過程較長，容易在中間環節出現問題，因此，多維分析法不適合在油氣地質實驗中使用。

而使用全二維氣相色譜——飛行時間質譜對原油樣本進行分析，可以較為方便的得到樣品中所含有的烷烴類化合物、苯系列化合物以及其他系列化合物的分布特性和其在原油樣品中的含有量。圖1為全二維氣相色譜——飛行時間質譜儀的原理示意圖如圖1所示。

3 原油中所含有的輕烴類物質的分析

現今，在對原油采用的分析方法中對于原油樣品中的輕烴類物質的分析主要采用的是氣相色譜分析技術，但是在其能夠分析的烴類化合物中有一部分無法實現烴類物質的分離，從而造成對于各種原油中的烴類物質的鑒定準確率不高。而使用全二維氣相色譜——飛行時間質譜分析技術對原油樣品進行分析發現，其既能得到樣品中的烴類物質組成的詳細數據，還能得到各種烴類物質所顯示出來的特征。

4 使用全二維氣相色譜——飛行時間質譜得到的生物標志物分析

使用全二維氣相色譜——飛行時間質譜分析技術能夠對烴烷類的物質進行生物標記的分離，從而能夠分離出更全面的數據，為我們研究石油地質提供更好的依據。而使用全二維氣相色譜——飛行時間質譜分析技術對原油樣品中的芳烴類物質進行分析后發現，使用此種方法能夠使原油樣品中的芳烴類物質得到全面的分離，并將其通過將其列舉在不同的譜圖區帶上，使用石油地質化學研究人員能夠將這些區帶進行全面的分析對比，從而可以更好的進行研究。通過對譜圖區帶上的圖譜進行分析后發現，原油樣品中的芳烴類化合物系列和菲系列物質的分析圖譜在顯示出的3D圖上呈現出較為明顯的疊瓦特性。

原油樣品中的三芴系列化合物由于具有相同的先質，因此，其在不同的測試條件下對于含量的顯現極為不同，例如，在測試中采用較強的還原特性下硫芴顯現的較為明顯，而原有地質化學研究人員通過對由全二維氣相色譜原油分析技術所得到的對樣品周邊環境和生源的生物技術指標進行分析解讀，可以推斷出歷史上形成樣品生物層的沉積生物母體的類型和其進行地質地層的沉積時所處的環境。與此同時，通過使用全二維氣相色譜分離出來的硫芳烴類化合物DBTS參數除了具有成熟度參數的特性，還對于油氣運移研究中起著重要的指導作用。同時使用全二維氣相色譜——飛行時間質譜分析儀能夠完成對于石油樣品中的三芴系列化合物的分離和對于其物質的定量分析，硫芴、氧芴以及芴類化合物在質譜區間圖上處于不同的區域，而含硫芳烴分離完全，從而使各單體化合物能夠進行相應的數據進行對比，特別是在對氧芴化合物進行分析的過程中，使用聯苯系列對氧芴系列的干擾能顧確保其完全排除。所以，使用全二維氣相色譜——飛行時間質譜分析技術能夠更好的完成對于原油樣品中的三芴系列化合物的定性和定量的分析。

結語

現今，通過使用實驗室石油地質化學分析技術在石油勘探的過程中發揮著重要的作用。而全二維氣相色譜——飛行時間質譜分析技術能夠將分析得到的數據通過擬合來形成一組相應的化合物的2D輪廓圖和3D的色譜質譜圖，使研究人員能夠更好的通過圖譜來對原油中所含有的化合物的特征進行對比分析，同時通過對第一根分析柱分離而得到的單體組分進行切割分段，并使其都通過第二根分析柱，分析軟件通過對通過分析柱的測量鑒定結果進行合并峰處理，同時對在第一根毛細柱上且無法完成分離的有極性差異的共流混合物由于第二根毛細柱極性的新模式下，有時在軟件無法完成處理時需要人工進行手動拆分處理。

參考文獻

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