一种石油地质样品中甾烷类化合物的分析方法技术

本发明专利技术涉及一种石油地质样品中甾烷类化合物的分析方法，该方法采用有机溶剂萃取岩芯样品中的有机质，然后将经萃取后的上层清液直接进行大气压光电离高分辨质谱(APPI FT‑ICR MS)分析。本发明专利技术方法所需样品量少，样品制备过程简单，样品萃取时间短，萃取物无需浓缩及分离，可直接进行大气压光电离高分辨质谱分析，避免了分离过程中造成的化合物丢失；大气压光电离高分辨质谱分析过程准确快捷，高分辨质谱检测出甾烷类化合物的碳数分布范围比GC‑MS结果可靠性和准确度高，拓展了石油地质样品中甾烷类化合物的分析方法。

An analytical method for sterane compounds in petroleum geological samples

【技术实现步骤摘要】
一种石油地质样品中甾烷类化合物的分析方法
本专利技术属于石油勘探开发及炼油化工研究
，具体涉及一种石油地质样品中甾烷类化合物的分析方法。
技术介绍
生物标志化合物(biomarker)是指沉积有机质、原油、油页岩、煤中那些来源于活的生物体，在有机质演化过程中具有一定稳定性，没有或较少发生变化，基本保存了原始生化组分的碳骨架，记载了原始生物母质的特殊分子结构信息的有机化合物。生物标志化合物是油气油源、成熟度、运移等领域研究中的一项得力工具。甾烷类化合物是沉积有机质和原油中一类十分重要的生物标志化合物。甾族系类化合物的碳数分布范围一般在C27-C30，不同碳数甾烷相对丰度的差异，常被用作母质来源和岩/岩、油/油及岩/油的对比研究。目前，对岩石抽提物或原油中的甾烷类化合物的分析方法通常采用如下方法：(1)进行氯仿沥青A抽提，步骤主要参考中华人民共和国石油天然气行业标准《岩石中氯仿沥青的测定》(SY/T5118-2008)，将岩芯破碎成粒径0.18mm以下的粉末，然后取100g以上岩石粉末用氯仿抽提72h的滤纸包裹，并将包好的岩样置于索氏抽提装置，采用氯仿作为抽提剂，在约85℃的条件下抽提72h，然后浓缩并挥发氯仿，得到氯仿沥青质A；(2)氯仿沥青A经过族组分分离，分离方法参考中华人民共和国石油天然气行业标准《岩石中可溶有机物及原油族组分分析》(SY/T5119-2008)，获得地质样品的饱和烃、芳香烃、非烃和沥青质，然后再采用气相色谱质谱(GC/MS)对得到的饱和烃进行分析；(3)通过从GC/MS谱图中提取甾烷的特征离子碎片峰m/z217，并结合保留时间和色谱峰分布特征对甾烷类化合物进行分析，分析方法参照国家标准《气相色谱-质谱法测定沉淀物和原油中生物标志物》(GB/T18606-2001)。上述现有的甾烷类化合物的分析方法尚存在一定的不足，具体如下：①需要先对岩石进行碎样及氯仿沥青A抽提，还需要对岩石抽提物进行族组分分离以获得饱和烃，分离过程不仅步骤繁琐，耗费大量时间(一个样品抽提和分离时间在1周左右)，需要的样品量也比较大(大于100g)；②由于部分化合物在分离过程中造成不可逆吸附，改变原始组成，使得不同实验室间、不同的分析人员及不同批次样品可比性差；③气相色谱质谱或全二维气相色谱-飞行时间质谱分析过程中由于色谱柱柱效有限，并不能实现所有物质的基线分离，甾烷类化合物存在共馏出现象，有可能使得定性结果出现错误。因此，目前存在的问题是急需研究开发一种石油地质样品中甾烷类化合物的分析方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种石油地质样品中甾烷类化合物的分析方法，采用有机溶剂萃取岩芯样品中的有机质，然后将经萃取后的上层清液(即待分析液)直接进行大气压光电离高分辨质谱(APPIFT-ICRMS)分析。该方法样品处理简单，无需分离，避免了分离过程中造成的化合物丢失，同时结合高分辨质谱技术，可以快速得到甾烷类化合物的碳数及相对丰度分布信息，能为石油地球化学参数体系研究提供分析方法。为此，本专利技术提供了一种石油地质样品中甾烷类化合物的分析方法，其包括：步骤A，将石油地质样品进行碾碎处理，制得岩石颗粒；步骤B，用有机溶剂对岩石颗粒进行萃取处理，制得待分析液；步骤C，对待分析液进行质谱分析，获得质谱图；步骤D，基于质谱图中离子的质荷比(m/z)识别甾烷类化合物；其中，所述萃取处理包括浸泡处理、超声处理以及任选的离心处理。根据本专利技术方法，所述石油地质样品为岩芯样品。在本专利技术的一些实施例中，在用有机溶剂对石油地质样品进行萃取处理之前，需要先对石油地质样品进行碾碎处理，制得粒径为1-15mm、优选为2-3mm的岩石颗粒。本专利技术中将岩芯样品进行碾碎处理得到粒径为1-15mm、优选为3-5mm的岩石颗粒，便于将岩芯样品中的甾烷类化合物萃取出来。将岩芯样品碾碎成岩石颗粒而不是岩石粉末，一方面是为了避免岩石粉末封堵质谱中的进样系统；另一方面是因为岩石颗粒的萃取不会将沥青质等强极性化合物萃取出来，确保得到的待分析液中不含极性物质，可在质谱中直接进样。在本专利技术的另一些实施例中，在步骤B中，所述岩石颗粒与有机溶剂的重量体积比为20-400mg/mL；优选为100-400mg/mL。以确保岩石颗粒中溶解在有机溶剂中的有机质在有机溶剂中的浓度可直接进行质谱分析。在本专利技术的其他实施例中，所述有机溶剂包括甲苯、二氯甲烷、甲醇、丙酮和氯仿中的一种或多种；优选所述有机溶剂为甲苯。根据本专利技术方法，所述有机溶剂为萃取剂，其作用是将岩芯样品中包含甾烷类化合物的岩石可溶有机质萃取出来。根据本专利技术方法，所述浸泡处理能够将岩石颗粒中的可溶有机质尽可能多的萃取出来。在本专利技术的一些实施例中，所述浸泡处理的时间为6-24h；优选为12-24h。所述浸泡处理在室温下进行。根据本专利技术方法，所述超声处理可以将存在于岩石微孔及裂缝中的有机质洗脱下来。在本专利技术的另一些实施例中，所述超声处理的时间为5-60min；优选为15-60min。本专利技术中对超声处理时间的控制目的是让有机溶剂与岩石中的有机质充分接触。根据本专利技术方法，所述离心处理可以将岩石颗粒及超声处理过程中生成的粉末离心到下层，避免取上层样时取到岩石粉末从而造成进样针及进样系统封堵。在本专利技术的其他实施例中，在步骤B中，在用有机溶剂对石油地质样品进行浸泡处理、超声处理之后，还包括任选的离心处理；所述离心处理的时间为5-60min；优选为10-60min。本专利技术中不限定浸泡处理和超声处理的先后顺序。例如，在本专利技术的一些实施例中，可以先用有机溶剂对岩石颗粒进行浸泡处理后再进行超声处理。在本专利技术的另一些实施例中，可以先用有机溶剂对岩石颗粒进行超声处理，然后再进行浸泡处理。根据本专利技术方法，用有机溶剂对岩石颗粒进行萃取处理的过程在色谱瓶中进行。在进行浸泡处理之前，需将色谱瓶用内衬锡箔纸的瓶盖封口，以避免色谱瓶中的有机溶剂的挥发。根据本专利技术方法，所述质谱为包括电离源的傅立叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICRMS)；优选所述电离源为大气压光电离(APPI)源。根据本专利技术方法，所述质谱中各参数的选取的目的是获得高分辨率的质谱图，进而提高甾烷类化合物的分析准确性。在本专利技术的一些实施例中，所述大气压光电离(APPI)源采用正离子电离模式；电离电压为500-6000V，优选为2000-4500V；干燥气流速为0.5-12.0mL/min，优选为1.0-5.0mL/min；干燥气温度为100-350℃，优选为150-250℃；喷雾气压力为0.1-5.5Bar，优选为0.5-4.0Bar；蒸发腔温度为100-500℃，优选为200-400℃。根据本专利技术方法，所述干燥气为氮气；所述喷雾气为氮气。在本专利技术的另一些实施例中，所述质谱的离子源累积时间为0.0001-10.0s，优选为0.001-0.2s；离子累积时间为0.0001-10.0s，优选为0.001-2.0s；离子冷却时间为0.0001-20.0s，优选为0.001-5.0s；离子飞行时间为0.0001-10.0ms，优选为0.01-5.0ms；分析池端盖电压为0.01-10.0V，优选为0.1-5.0V；激发能量为1％-80％，优选为10％-50％。根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石油地质样品中甾烷类化合物的分析方法，其包括：步骤A，将石油地质样品进行碾碎处理，制得岩石颗粒；步骤B，用有机溶剂对岩石颗粒进行萃取处理，制得待分析液；步骤C，对待分析液进行质谱分析，获得质谱图；步骤D，基于质谱图中离子的质荷比识别甾烷类化合物；其中，所述萃取处理包括浸泡处理、超声处理以及任选的离心处理。

【技术特征摘要】
1.一种石油地质样品中甾烷类化合物的分析方法，其包括：步骤A，将石油地质样品进行碾碎处理，制得岩石颗粒；步骤B，用有机溶剂对岩石颗粒进行萃取处理，制得待分析液；步骤C，对待分析液进行质谱分析，获得质谱图；步骤D，基于质谱图中离子的质荷比识别甾烷类化合物；其中，所述萃取处理包括浸泡处理、超声处理以及任选的离心处理。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述石油地质样品为岩芯样品。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤A中，所述岩石颗粒的粒径为1-15mm，优选为2-3mm。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于，在步骤B中，所述岩石颗粒与有机溶剂的重量体积比为20-400mg/mL，优选为100-400mg/mL。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂包括甲苯、二氯甲烷、甲醇、丙酮和氯仿中的一种或多种。6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述超声处理的时间为5-60min，优选为15-60min；优选所述浸泡处理的时间为6-24h，更优选为12-24h；优选所述离心处理的时间为5-60min，更优选为10-60min。7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏，蒋启贵，黎茂稳，李志明，黄振凯，曹婷婷，马媛媛，钱门辉，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11