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    吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油分子尺寸及结构特征

    唐红娇 杨立辉 朱峰 安科 龙新满 张自新

    唐红娇, 杨立辉, 朱峰, 安科, 龙新满, 张自新, 2018. 吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油分子尺寸及结构特征. 地球科学, 43(5): 1587-1593. doi: 10.3799/dqkx.2017.560
    引用本文: 唐红娇, 杨立辉, 朱峰, 安科, 龙新满, 张自新, 2018. 吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油分子尺寸及结构特征. 地球科学, 43(5): 1587-1593. doi: 10.3799/dqkx.2017.560
    Tang Hongjiao, Yang Lihui, Zhu Feng, An Ke, Long Xinman, Zhang Zixin, 2018. Molecular Size and Structure Characteristics of Tight Oil of Lucaogou Formation in Jimusar Depression. Earth Science, 43(5): 1587-1593. doi: 10.3799/dqkx.2017.560
    Citation: Tang Hongjiao, Yang Lihui, Zhu Feng, An Ke, Long Xinman, Zhang Zixin, 2018. Molecular Size and Structure Characteristics of Tight Oil of Lucaogou Formation in Jimusar Depression. Earth Science, 43(5): 1587-1593. doi: 10.3799/dqkx.2017.560

    吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油分子尺寸及结构特征

    doi: 10.3799/dqkx.2017.560
    基金项目: 

    新疆砾岩油藏实验室开放课题 2017D04023

    详细信息
      作者简介:

      唐红娇(1984-), 女, 工程师, 硕士, 主要从事油气田开发研究及相关工作

    • 中图分类号: P618

    Molecular Size and Structure Characteristics of Tight Oil of Lucaogou Formation in Jimusar Depression

    • 摘要: 致密油分子尺寸及流动性的研究对致密油藏评价及开发具有重要意义.为明确吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油的分子尺寸及其对原油流动的影响,综合核磁共振、红外光谱、元素分析和相对分子质量测定等结果,计算了典型井致密油不同馏分段的分子结构参数,采用Chemoffice软件模拟了相应的分子结构.结果显示致密油组分主要集中在350~500℃馏分段,平均分子中含有多环环烷烃和多环芳烃结构,平均分子尺度为1.232~4.026 nm,表明原油分子在纳米孔喉中占有率较高,影响孔喉流动下限.

       

    • 图  1  各馏分段1H-NMR谱图

      Fig.  1.  1H-NMR of oil fraction samples

      图  2  各馏分段红外光谱图

      Fig.  2.  Infrared spectrogram of oil fraction samples

      图  3  各馏分段平均分子结构

      Fig.  3.  The average molecular structure of each fraction of oil samples

      图  4  典型井平均毛管半径

      Fig.  4.  The average pore radius of Ji 174

      图  5  边界层厚度随孔隙半径的变化关系

      Fig.  5.  The relationship curve of boundary layer thickness with pore size

      图  6  边界层占有率与油气介质关系

      Fig.  6.  The relationship curve of boundary layer share with medium

      表  1  原油平均结构参数

      Table  1.   The average structure parameters of crude oil

      符号 参数意义 符号 参数意义
      H/C 氢碳原子比 CN 分子中环烷碳数
      Mn 相对分子质量 CP 分子中烷基碳数
      C(%) 碳的百分含量 CS 分子中环烷碳数与烷基碳数和
      H(%) 氢的百分含量 RA 分子中芳香环数
      S(%) 硫的百分含量 RN 分子中环烷环数
      N(%) 氮的百分含量 RT 分子中总环数
      O(%) 氧的百分含量 fA 芳碳率
      HA 与芳香碳直接相连的氢原子数 fN 环烷碳率
      Hα 与芳香环的α碳相连的氢原子数 fP 烷基碳率
      Hβ 芳香环的β碳及β以远的CH2、CH基上的氢原子数 σ 芳香环系周边氢取代率
      Hγ 芳香环的γ碳及γ以远的CH3基上的氢原子数 HAU/CA 芳香环系缩合度参数
      CT 分子中总碳数 NCH2/NCH3 分子中亚甲基与甲基数之比
      HT 分子中总氢数 NCH3 分子中甲基数
      CA 分子中芳香碳数 L 平均链长参数
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      表  2  原油馏分样品元素分析与相对分子质量测定结果

      Table  2.   Results of elemental analysis and relative molecular mass determination of oil fraction samples

      项目 馏分段
      IBP~200 ℃ 200~350 ℃ 350~500 ℃ >500 ℃
      馏分质量占比(%) 7.11 12.23 43.26 24.84
      碳(%) 85.05 86.05 86.91 87.54
      氢(%) 14.95 13.95 11.92 10.23
      硫(%) 0 0 0.176 0.26
      氮(%) 0 0 0.994 1.98
      相对分子质量 130 240 748 1 080
      平均分子式 C9.20H19.28 C17.20H33.21 C54.13H88.45S0.04N0.53 C78.72H109.61S0.09N1.53
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      表  3  各种类型H的定义及化学位移

      Table  3.   The definition and chemical shift regions of different types of hydrogens

      符号 归属 化学位移δ(10-6)
      HA 与芳香碳直接相连的氢原子数 6.0~9.0
      Hα 与芳香环的α碳相连的氢原子数 2.0~4.0
      Hβ 芳香环的β位以及β位以远的CH2、CH基上的氢原子数 1.0~2.0
      Hγ 芳香环的γ位及γ位以远的CH3基上的氢原子数 0.5~1.0
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      表  4  B-L法计算分子结构参数

      Table  4.   The average structure parameters of oil fraction samples

      参数 馏分段
      IBP~200 ℃ 200~350 ℃ 350~500 ℃ >500 ℃
      HT 20 35 88 110
      HA 0 0 2.021 1 2.720 5
      Hα 0 1.293 0 6.117 1 8.589 8
      Hβ 8.200 2 19.787 8 53.292 0 67.872 5
      Hγ 10.428 0 11.408 0 26.569 6 30.817 0
      fA 0 0 0.205 7 0.318 6
      CA 0 0 11.139 3 25.080 6
      CS 9.206 0 17.195 6 42.989 4 53.639 7
      HAU/CA 0 0.679 6 0.456 0 0.279 7
      Cα 0 0 3.058 5 4.294 9
      CI 0 0 6.059 6 18.065 1
      CF 6 6 13.096 9 25.639 6
      RA 0 0 2.379 7 7.026 8
      RT 0.565 7 1.588 5 5.332 1 12.376 5
      RN 0.565 7 1.588 5 2.952 3 5.349 6
      CN 0 4.765 5 8.856 9 16.048 8
      CP 9.206 0 12.430 0 34.132 4 37.590 9
      fN 0 0.277 1 0.163 6 0.203 8
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      表  5  分子模拟结果

      Table  5.   Molecular simulation results of oil fraction samples

      参数 馏分段
      IBP~200 ℃ 200~350 ℃ 350~500 ℃ >500 ℃
      平均分子式 C9H20 C17H34 C55H90 C79H110N
      分子直径(nm) 1.232 1.675 2.295~3.619 2.498~4.026
      分子体积(nm3) 0.169 0.239 0.864~0.896 1.014~1.109
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    出版历程
    • 收稿日期:  2017-09-20
    • 刊出日期:  2018-05-15

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