轻烃分析在石油地质中的意义

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摘要：经济的快速发展加大了对于石化能源的需求。轻烃是油气藏在介质中存储的重要形式，轻烃在油气藏中沿着介质移动时，会与介质产生一定的物质及能量的交换，从而使得轻烃在介质中的存储形式产生多样性的变化，依据轻烃在自然界中的存储形式可将其划分为游离态、溶解态、物理/化学吸附态等多种形式。轻烃的各种存储状态是周边介质与环境共同作用的结果，这一存储状态是动态的平衡，同时这种存储状态与油气藏的相关性也有所差异，同时通过对轻烃的提取及状态分析可以对油藏的开发提出一定的指导意见。本文在分析轻烃各赋存状态的组分及含量特征的基础上对如何做好在油气藏的开发进行研究分析。

关键词：轻烃；石油地质；分析

0.前言

轻烃物质是油气藏的主要组分，同时也是油气藏的主要存储方式。在油气藏的勘探时应当致力于对地质中的各种烃类地球化学信息进行检测与读取，通过样本分析找出各种烃类的演化物及伴生物的地球化学信息。在石油地质勘测中使用轻烃分析技术最主要的目的是通过对各种轻烃在介质中的不同赋存状态来对下伏地层的含油气信息进行捕捉，进而指导对于油气藏的开发利用。

1.轻烃的不同赋存状态与烃源之间的联系

地层中油气藏中所含有的轻烃在介质中运动时，会与周边介质产生物质及能量的交换，其中轻烃与介质所产生的物质交换作用主要有吸附、溶解以及水合和氧化等的作用，其中不同的作用方式会产生不同的地质化学信息。在周边介质对轻烃产生吸附作用时主要分为物理和化学吸附两种吸附方式，在介质吸附轻烃类物质的作用过程中是一个不均匀的吸附过程，且会受到温度的较大影响，介质所产生的吸附作用是一种动态的过程，且时刻伴随着油气藏进行运移。各种赋存状态下的轻烃与介质会产生动态的、相对的平衡，在轻烃赋存的外界环境产生变化时，轻烃赋存状态的平衡会被打破，并逐渐演变成新的动态的平衡，这种轻烃的物理的化学的吸附特性会传递出重要的地球化学信息。通过游离态轻烃、溶解态轻烃以及水合状态的轻烃以及介质对轻烃所产生的物理的化学的吸附特性会直接反应出油气藏的重要的组成与含量上的信息。对于后续的油气藏的开发有着重要的指导性的作用。

2.轻烃在介质中的空间分布的特征

轻烃在介质空间中的分布受到多种环境作用的影响，轻烃分布是各种异效应综合作用的结果。通道过滤分异效应的结果是分子直径大于通道直径的轻烃组分会在通道中滞留下来，而小于通道直径的轻烃组分则会从其中穿过并向上持续运动。物理吸附作用对轻烃物质的空间分布的影响主要是使分子量较大的轻烃组分滞留在油气储层中或是紧邻储层的上覆地层中，而较小的轻烃组分则穿过上覆地层继续向上移动，同时增大同分异构的异构比。在地层围岩的化学吸附中，化学吸附会使得围岩中吸附有较多的分子量较小的轻烃组分，并使得同分异构的轻烃组分的异构比大为减小。围岩吸附所产生的分子量较小的轻烃组分的累积效果并不是持续增加的，而是具有一定的上限，这一累积过程会持续到围岩的化学吸附作用在周边环境下所产生的平衡。轻烃的空间分布特性中，溶解分异效应所产生的作用是将分子量较大的轻烃组分吸附在油溶剂中，使其无法向上持续运移，而对分子量较小的轻烃组分的吸附能力较弱，使其可以较为容易摆脱溶解吸附力，并呈现出游离气相或是溶解与水中的形式持续向上进行运移。扩散分异效应主要是以扩散的形式来使得轻烃组分进行运移，在这一运动的过程中，分子量较小的轻烃组分相较于分子量较大的轻烃在扩散移动速度上要更快。生物降解所产生的分异效应会使得轻烃组分中的大分子链轻烃组分向较小的分子链轻烃组分进行转变。这一过程中会使得轻烃组分中的异构比变大。在地层中的轻烃组分的空间结构特性中，单独一种分异作用对轻烃组分所造成的影响较小，但是多种分异作用的共同作用会产生较为明显的作用，会对轻烃在空间上的成分分布特征产生较为严重的影响。

3.轻烃的分析方法

3.1轻烃的定量提取方法

在轻烃的定量提取中根据提取量的不同分为相对和绝对定量两种方式，相对定量提取指的是通过对样品中的一部分进行提取分析来获得轻烃的相关数据，并以此来对地层油藏进行分析，绝对定量指的是对整个样品进行全部的分析。相比较而言，绝对定量提取所获得的分析数据能够更为真实地反应轻烃组分的相关数据，但是耗时较多且花费较多，而采用相对定量分析则花费较少也更为快捷。对于游离轻烃定量提取采用的是绝对定量提取的方式。而对于物理吸附轻烃的提取则采用的是真空脱气或是顶部空间气等的手段进行轻烃组分的提取。对于化学吸附轻烃定量的提取可以采用酸解法或是热释法进行轻烃组分的定量提取。

3.2轻烃提取后的定量分析方法

完成对于轻烃组分的定量提取后，可以采用气相色谱仪对样本进行分析，其中对于色谱的分析条件则需要依据色谱柱的类型以及分析的需求进行相应的选择。其中，多采用的是保留时间的定性法来完成对于轻烃的定量分析。在对样本进行轻烃组分分析时，会受到样本中的非油气藏来源的轻烃组分的影响，从而对分析数据的准确性与可靠性产生严重的影响。其中干扰轻烃的来源有以下几种：（1）原生烃，这种轻烃组分主要以化学吸附的形式存在，其形成的渠道较多其复杂，大多是长期存在的。（2）自生烃，此种轻烃大多是由于沉积的有机物在长期的地质作用下伙食微生物的作用下所产生的，其存在的赋存形式多且复杂。（3）迁移烃，这种轻烃组分是在其他地方由沉积物或是有机物形成轻烃后迁移而来的。在这些非油藏轻烃的干扰影响中，将会对地球化学信息的准确判断产生严重的影响，需要对影响烃进行准确的判别与分析，排除影响烃所造成的影响。

4.轻烃分析在石油地质研究中的意义

各种状态的轻烃在三维空间的有规律分布构成了地球化学场，通过研究轻烃地球化学场对勘探查找油气藏有着重要的指导作用，轻烃化学场是一种有规律的空间与时间函数，通过对其进行研究可以发现其表现为：地层区域空间内的游离轻烃、溶解轻烃、物理吸附、化学吸附以及水合轻烃等几个方面的浓度与组成的分布，通过对上述轻烃分布情况进行研究分析，可以指出区域内的油藏分布及油气藏的分布性质与特征。在轻烃的分析中，各种方法都有所关联，同时在研究轻烃分布中发现，轻烃在垂向运移中与介质相互作用会使得介质产生一定的氧化反应进而导致介质的物理与化学特性产生一定的改变，通过对这些改变进行研究归纳并积极引入物理与化学的分析方法，并利用这些方法来追踪轻烃的运移方向与过程，为油气藏的开发与利用打下良好的基础。通过对轻烃进行分析，可以发现，地层中所含有的游离烃受到的岩性等的因素的影响较小，其与油气藏的联系较为紧密，通过对其进行研究可以发现游离烃的组成和含量上的特征可以对某一区域的油气藏的性质和特征进行表现，所以，为对区域内的油气藏进行勘测，可以利用游离轻烃的组成和含量的变化来对横向剖面上的油气藏的位置、性质等特性进行预测与判断，地层中的某层为物理吸附轻烃的组成与含量受到游移游离态轻烃和溶解态轻烃组成和含量的影响，游移游离态轻烃和溶解态轻烃主要来自于地域内的油气藏，因此，通过对其进行测量和分析可以直观地反应油气藏的性质与位置等的信息，在对轻烃进行分析时，要注意做好对于样本的物理吸附轻烃的组成与含量分析，通过对某一层位物理吸附轻烃的组成与含量进行分析，可以方便地掌握地层及下伏层的含油气信息。

结语

轻烃在地层中的赋存状态对研究区域内的油气藏分布有着重要的意义，轻烃在各种赋存状态下与周边介质保持着相对的、动态的平衡，轻烃在地层空间中的分布表现出规律性的地球化学场，通过对轻烃采用定量提取的方法来对石油地质情况与地质环境进行分析。为更好地做好对于油气藏的分析，在完善和发展轻烃分析技术的基础上需要重点加强对于物理吸附轻烃与游离态轻烃定量提取技术的研究，为油气藏的位置等的特性分析提供数据支持。化学吸附轻烃与油气藏之间存在着间接的联系，在油气藏的分布中，其上部空间环境中会显现出于正常空间环境不同的化学吸附轻烃分布，即使是油气藏在遭到破坏后此种异常仍然存在，因此，多使用化学吸附轻烃分析来对油气藏的存在进行否定分析，在轻烃分析中，岩性因素对化学吸附轻烃的组成与含量影响较大，在地表油气化碳中由于岩性较为稳定可以使用化学吸附轻烃的组成与含量来对油气进行指示。

参考文献

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作者：金平 单位：辽河油田石化轻烃厂