《全二维气相色谱及其石油地质应用》详细阐述全二维气相色谱的分离原理和图谱特征,重点介绍全二维气相色谱的图谱识别方法及其在石油地质中的应用,主要包括饱和烃组分的图谱特征及鉴定、芳烃组分的图谱特征及鉴定、杂原子化合物、石油地质样品的全二维气相色谱图谱的识别、饱和烃和芳烃同时分析方法及全二维谱图特征、地球化学参数校准及应用、新的系列化合物发现与结构鉴定、凝析油族组分定量分析、金刚烷类化合物的定量分析、GC×GC-FID定量生标化合物、生排烃模拟实验液态烃全组分定量分析技术以及稠油中“不可识别未知混合物”的成分解析等。
全二维气相色谱仪作为具有全新概念的商品化分析仪器,自20世纪末问世以来,受到了学术界和工业界的广泛关注。尤其是在石油行业,更多的人希望了解和掌握可分析复杂有机化合物成分的这一利器,解决油气勘探、开发以及炼制中的一些科学难题。作为国内石油行业最早从事全二维气相色谱分析应用的科研人员,我们有责任与大家分享全二维气相色谱在石油地质样品分析、应用方面的经验和成果。希望通过本书的出版,为从事石油分析的实验人员提供基础的手册和工具,为从事石油勘探、开发、炼制等研究的科研人员拓宽解决问题的视野,为其他领域的从业人员提供应用方面的借鉴,为石油事业的发展、实验分析技术的进步尽绵薄之力。
本书内容共分为3章。第1章通过介绍全二维气相色谱的仪器特征、分离原理以及相适用的检测器,阐述全二维气相色谱的峰容量大、分辨率高、族分离特性、“瓦片效应”以及共馏峰分离等优点,旨在为从业人员提供利用全二维气相色谱解决问题的思路。第2章用大量的篇幅详细介绍石油地质样品中饱和烃、芳烃、杂原子化合物以及轻质原油的全二维气相色谱分析图谱的特征,展示全二维气相色谱一飞行时间质谱仪与常规色谱一质谱仪分析石油地质样品结果的差异,为读者介绍石油地质样品中化合物的全二维谱图识别方法。第2章所介绍的全二维谱图不仅包含油气地球化学中常见、常用的化合物,而且有大量过去未被认知的化合物,并附有对应的质谱图。该部分非常适合作为从业人员的工作手册和基础工具,是比较齐全的生物标志化合物质量色谱质谱图集。第3章主要介绍作者及同事多年来利用全二维气相色谱仪所建立的分析方法及其解决石油地质难题的相关应用,包括全二维气相色谱对常规色谱分析地球化学参数的矫正、凝析油全组分定量分析方法、生物标志化合物及金刚烷类化合物的色谱定量方法、生排烃模拟实验液态产物的定量分析方法、新化合物结构解析以及稠油中不可识别混合物的辨识与解析等。附录部分是第3章的引申,列出了作者及合作者利用全二维气相色谱仪发表的论文和授权的发明专利。
本书稿在3年前就开始动手撰写,今天才定稿,不仅是因为工作量大,水平有限、总担心出错也是一个原因。百密难免有疏,错误之处不求原谅,敬请批评指正。
本书的完稿得益于作者能够长期安心地在实验室致力于全二维气相色谱的研究工作,这要感谢中国石油股份公司科技部及中国石油集团公司油气地球化学重点实验室领导的资助和支持。书稿中介绍的成果属于中国石油,属于油气地球化学重点实验室,更属于曾经合作过及提供过帮助的同事们。
在此要特别感谢张水昌教授在仪器引进、开发和应用方面给予的指导、帮助、关心和鼓励。
感谢朱光有教授率先将全二维气相色谱技术引入地质应用,解决了一系列复杂的油气地质与地球化学难题,重建了复杂油气藏的形成演化与改造过程,推动了全二维气相色谱应用的发展;感谢陈建平教授以及魏彩云、魏小芳、王晓梅、张斌、苏劲、胡国艺等同事在工作中给予的支持和帮助。
第1章 全二维气相色谱基本原理
1.1 全二维气相色谱分离原理
1.2 全二维气相色谱检测器
1.2.1 飞行时间质谱仪
1.2.2 氢火焰离子化检测器
1.2.3 硫化学发光检测器
1.3 石油地质样品全二维气相色谱分析特点
1.3.1 全二维气相色谱图特征
1.3.2 全二维气相色谱定性方法
1.3.3 全二维气相色谱定量方法
1.3.4 全二维气相色谱方法的优点
第2章 石油地质样品的全二维气相色谱图识别
2.1 饱和烃组分的全二维气相色谱图特征及鉴定
2.1.1 正构烷烃的全二维气相色谱图及化合物名称
2.1.2 异构烷烃的全二维气相色谱图及化合物名称
2.1.3 单环环烷烃的全二维气相色谱图及化合物名称
2.1.4 双环环烷烃的全二维气相色谱图及化合物名称
2.1.5 金刚烷系列的全二维气相色谱图及化合物名称
2.1.6 三环萜烷和四环萜烷的全二维气相色谱图及化合物名称
2.1.7 甾烷类化合物的全二维气相色谱图及化合物名称
2.1.8 藿烷类化合物的全二维气相色谱图及化合物名称
2.2 芳烃组分的全二维气相色谱图特征及鉴定
2.1.1 苯系列化合物的全二维气相色谱图及化合物名称
2.2.2 萘系列化合物的全二维气相色谱图及化合物名称
2.2.3 联苯、二氢化苊、氧芴系列化合物的全二维气相色谱图及化合物名称
2.2.4 芴系列化合物的全二维气相色谱图及化合物名称
2.2.5 菲系列化合物的全二维气相色谱图及化合物名称
2.2.6 芘和萤蒽系列化合物的全二维气相色谱图及化合物名称
……
第3章 全二维气相色谱的石油地质应用
附录
参考文献