全二维色谱飞行时间质谱分析法如何应用于石油地质样品分析

朱庆华（大庆油田有限责任公司勘探开发研究院岩芯资料室，黑龙江 大庆 163712）

全二维色谱飞行时间质谱分析法如何应用于石油地质样品分析

朱庆华
（大庆油田有限责任公司勘探开发研究院岩芯资料室，黑龙江 大庆 163712）

摘 要：随着我国经济的快速发展，对于石油的需求量也越来越多，在石油的勘测过程中使用全二维气相色谱—飞行时间质谱技术来对开采出来的石油地质样品进行了分析研究，通过使用此项技术来对原油进行分析能够直接显示原油中的组分，各种烃类物质的组成分布在特征区域，此项技术在石油勘探研究中有着非常广泛的的应用。

关键词：全二维气相色谱；飞行时间质谱；烃类物质

全二维气相色谱技术是上世纪90年代初出现的一种石油检测技术，其通过将两种相互独立的两根色谱通过使用串联的方式进行组合，通过馏分技术来实现气相色谱分离特性的正交化。本文通过使用全二维气相色谱分析技术来对不同地区的原油样本进行分析，介绍其在有机地球化学研究中的作用。

1 实验使用的仪器设备

由于需要使用全二维气相色谱——飞行时间质谱技术来对原油样本进行分析，因此，选用的仪器为气相色谱仪和飞行时间质谱仪组成。

2 实验使用的原油样本的组成

由于原油样本是由各种不同的烃类物质组成，现今对原油样本中烃类物质进行分析主要使用液相色谱或者是气相色谱，但是以上这两种方法无法对原油中的烃类物质的详细组成进行分析，而仅能得出烃类物质的类型和含量等数据，在获得以上数据的同时也能得到原油中所含有的胶质和沥青质物质的含量，而使用多维色谱法是由多种分析方法相结合能够完成多种烃类物质的分析，但是多维分析法操作较为复杂，分析过程较长，容易在中间环节出现问题，因此，多维分析法不适合在油气地质实验中使用。

而使用全二维气相色谱——飞行时间质谱对原油样本进行分析，可以较为方便的得到样品中所含有的烷烃类化合物、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样品中的含有量。图1为全二维气相色谱——飞行时间质谱仪的原理示意图如图1所示。

3 原油中所含有的轻烃类物质的分析

现今，在对原油采用的分析方法中对于原油样品中的轻烃类物质的分析主要采用的是气相色谱分析技术，但是在其能够分析的烃类化合物中有一部分无法实现烃类物质的分离，从而造成对于各种原油中的烃类物质的鉴定准确率不高。而使用全二维气相色谱——飞行时间质谱分析技术对原油样品进行分析发现，其既能得到样品中的烃类物质组成的详细数据，还能得到各种烃类物质所显示出来的特征。

4 使用全二维气相色谱——飞行时间质谱得到的生物标志物分析

使用全二维气相色谱——飞行时间质谱分析技术能够对烃烷类的物质进行生物标记的分离，从而能够分离出更全面的数据，为我们研究石油地质提供更好的依据。而使用全二维气相色谱——飞行时间质谱分析技术对原油样品中的芳烃类物质进行分析后发现，使用此种方法能够使原油样品中的芳烃类物质得到全面的分离，并将其通过将其列举在不同的谱图区带上，使用石油地质化学研究人员能够将这些区带进行全面的分析对比，从而可以更好的进行研究。通过对谱图区带上的图谱进行分析后发现，原油样品中的芳烃类化合物系列和菲系列物质的分析图谱在显示出的3D图上呈现出较为明显的叠瓦特性。

原油样品中的三芴系列化合物由于具有相同的先质，因此，其在不同的测试条件下对于含量的显现极为不同，例如，在测试中采用较强的还原特性下硫芴显现的较为明显，而原有地质化学研究人员通过对由全二维气相色谱原油分析技术所得到的对样品周边环境和生源的生物技术指标进行分析解读，可以推断出历史上形成样品生物层的沉积生物母体的类型和其进行地质地层的沉积时所处的环境。与此同时，通过使用全二维气相色谱分离出来的硫芳烃类化合物DBTS参数除了具有成熟度参数的特性，还对于油气运移研究中起着重要的指导作用。同时使用全二维气相色谱——飞行时间质谱分析仪能够完成对于石油样品中的三芴系列化合物的分离和对于其物质的定量分析，硫芴、氧芴以及芴类化合物在质谱区间图上处于不同的区域，而含硫芳烃分离完全，从而使各单体化合物能够进行相应的数据进行对比，特别是在对氧芴化合物进行分析的过程中，使用联苯系列对氧芴系列的干扰能顾确保其完全排除。所以，使用全二维气相色谱——飞行时间质谱分析技术能够更好的完成对于原油样品中的三芴系列化合物的定性和定量的分析。

结语

现今，通过使用实验室石油地质化学分析技术在石油勘探的过程中发挥着重要的作用。而全二维气相色谱——飞行时间质谱分析技术能够将分析得到的数据通过拟合来形成一组相应的化合物的2D轮廓图和3D的色谱质谱图，使研究人员能够更好的通过图谱来对原油中所含有的化合物的特征进行对比分析，同时通过对第一根分析柱分离而得到的单体组分进行切割分段，并使其都通过第二根分析柱，分析软件通过对通过分析柱的测量鉴定结果进行合并峰处理，同时对在第一根毛细柱上且无法完成分离的有极性差异的共流混合物由于第二根毛细柱极性的新模式下，有时在软件无法完成处理时需要人工进行手动拆分处理。

参考文献

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[2]张美珍，蒋启贵，等.原油轻烃反吹色谱分析[J].石油实验地质，2007（26）. [3]田亮.多维气相色谱法测定油品的族组成[J].石化技术与应用，2004（18）.

中图分类号：TE622

文献标识码：A