留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

石油地质气相色谱及气相色谱-质谱实验室比对结果评价

魏彩云 马行陟 胡国艺 许怀先 柳少波 魏金红 翁娜 吕玥

魏彩云, 马行陟, 胡国艺, 许怀先, 柳少波, 魏金红, 翁娜, 吕玥. 石油地质气相色谱及气相色谱-质谱实验室比对结果评价[J]. 石油实验地质, 2023, 45(3): 528-536. doi: 10.11781/sysydz202303528
引用本文: 魏彩云, 马行陟, 胡国艺, 许怀先, 柳少波, 魏金红, 翁娜, 吕玥. 石油地质气相色谱及气相色谱-质谱实验室比对结果评价[J]. 石油实验地质, 2023, 45(3): 528-536. doi: 10.11781/sysydz202303528
WEI Caiyun, MA Xingzhi, HU Guoyi, XU Huaixian, LIU Shaobo, WEI Jinhong, WENG Na, LÜ Yue. Evaluation of laboratory comparison results of GC and GC-MS in petroleum geology industry[J]. PETROLEUM GEOLOGY & EXPERIMENT, 2023, 45(3): 528-536. doi: 10.11781/sysydz202303528
Citation: WEI Caiyun, MA Xingzhi, HU Guoyi, XU Huaixian, LIU Shaobo, WEI Jinhong, WENG Na, LÜ Yue. Evaluation of laboratory comparison results of GC and GC-MS in petroleum geology industry[J]. PETROLEUM GEOLOGY & EXPERIMENT, 2023, 45(3): 528-536. doi: 10.11781/sysydz202303528

石油地质气相色谱及气相色谱-质谱实验室比对结果评价

doi: 10.11781/sysydz202303528
基金项目: 

中国石油天然气股份有限公司科技项目 2021DJ0604

中国石油天然气股份有限公司科技项目 2021DJ0107

详细信息
    作者简介:

    魏彩云(1971—),女,高级工程师,从事石油地质实验分析。E-mail: cywei@petrochina.com.cn

    通讯作者:

    马行陟(1984-), 男, 高级工程师, 从事油气地质综合研究。E-mail: maxingzhi@petrochina.com.cn

  • 中图分类号: TE135

Evaluation of laboratory comparison results of GC and GC-MS in petroleum geology industry

  • 摘要: 为了解全国石油地质行业气相色谱及气相色谱—质谱实验室间的检测能力,提高检测水平,促进行业间交流,由石油地质勘探专业标准化委员会牵头,组织全国石油地质相关实验室开展了比对工作。气相色谱及气相色谱—质谱分析测试比对共有全国23家实验室参与,选取全油、饱和烃和芳烃3类样品,根据相关标准规定了统一的实验方法,利用四分位数稳健统计方法评价了各实验室数据质量。结果表明,各实验室数据稳定、可信,分析结果的重复性和再现性良好。气相色谱全油轻烃比对参数合格率为95%,饱和烃和芳烃参数合格率均为97%;气相色谱—质谱比对饱和烃参数合格率100%,芳烃参数合格率为95%,总体满意率较高。部分实验室相关参数出现问题数据及离群值主要原因与样品储存条件、保存时间、仪器型号、测试方法以及人员操作误差等相关,建议各实验室加强质量管控措施,进一步提升实验室气相色谱及气相色谱—质谱检测能力水平。

     

  • 图  1  气相色谱峰不同峰形的积分方式

    Figure  1.  Integration methods for different GC peak shapes

    图  2  各实验室全油轻烃气相色谱Z

    Figure  2.  GC Z values of whole oil light hydrocarbon

    图  3  各实验室饱和烃气相色谱Z

    Figure  3.  GC Z values of saturated hydrocarbon

    图  4  各实验室芳烃气相色谱Z

    Figure  4.  GC Z values of aromatic hydrocarbon

    图  5  各实验室饱和烃气相色谱—质谱Z

    Figure  5.  GC-MS Z values of saturated hydrocarbon

    图  6  各实验室芳烃气相色谱—质谱Z

    Figure  6.  GC-MS Z values of aromatic hydrocarbon

    图  7  各气相色谱及气相色谱—质谱实验室所用的气相色谱仪器品牌统计

    Figure  7.  Brands of the GC and GC-MS instruments of the laboratories

    图  8  各气相色谱及气相色谱—质谱实验室实验操作人员情况

    Figure  8.  Operators of the GC and GC-MS laboratories

    表  1  用于石油地质气相色谱及气相色谱—质谱实验室比对的样品情况

    Table  1.   Samples for laboratory comparison of GC and GC-MS in petroleum geology industry

    序号 地区 井号 层位 样品
    1 塔里木盆地 大宛126 康村组(N1-2k) 原油
    2 柴达木盆地 狮45 干柴沟组(E32) 饱和烃
    3 柴达木盆地 狮45 干柴沟组(E32) 芳烃
    下载: 导出CSV

    表  2  石油地质气相色谱及气相色谱—质谱实验室比对样品均匀性验证结果

    Table  2.   Uniformity verification of samples for laboratory comparison of GC and GC-MS in petroleum geology industry

    样品 参数 统计量F 临界值
    原油轻烃 正庚烷值I5 1.118 660 3.682
    异庚烷值I6 0.196 993
    饱和烃 Pr/Ph 0.028 250 3.682
    CPI 0.472 700
    芳烃 MNR 1.134 528 3.682
    MPI 0.446 326
    下载: 导出CSV

    表  3  气相色谱检测条件

    Table  3.   GC detection conditions

    项目 参考标准 检测条件
    原油轻烃气相色谱 《石油和沉积有机质烃类气相色谱分析方法:SY/T 5779—2008》[19] 色谱柱:HP-PONA柱(50 m×0.2 mm×0.5 μm)。
    进样口:进样量为0.1 μL,分流进样(150∶1),温度300 ℃,载气流速1 mL/ min。
    程序升温:初温35 ℃,保持5 min,以1 ℃/min升至70 ℃,再以4 ℃/min升至310 ℃,保持30 min。
    检测器:温度320 ℃,氢气流量为40 mL/min,空气流量为400 mL/min,尾吹气流量为25 mL/min。
    饱和烃气相色谱 《石油和沉积有机质烃类气相色谱分析方法:SY/T 5779—2008》[19] 色谱柱:DB-5或HP-5柱(60 m×0.25 mm×0.25 μm)。
    进样口:进样量为2 μL,分流进样(5∶1),温度300 ℃,载气流速1 mL/min。
    程序升温:初温80 ℃,保持2 min,以5 ℃/min升至310 ℃,保持30 min。
    检测器:温度320 ℃,氢气流量为40 mL/min,空气流量为400 mL/min,尾吹气流量为25 mL/min。
    芳烃气相色谱 《石油和沉积有机质烃类气相色谱分析方法:SY/T 5779—2008》[19] 色谱柱:DB-5或HP-5柱(60 m×0.25 mm×0.25 μm)。
    进样口:进样量为2 μL,不分流进样,温度300 ℃,载气流速1 mL/min。
    程序升温:初温60 ℃,以4 ℃/min升至310 ℃,保留30 min。
    检测器:温度320 ℃,氢气流量为40 mL/min,空气流量为400 mL/min,尾吹气流量为25 mL/min。
    下载: 导出CSV

    表  4  气相色谱—质谱检测条件

    Table  4.   GC-MS detection conditions

    项目 参考标准 检测条件
    饱和烃气相色谱—质谱 《气相色谱—质谱法测定沉积物和原油中生物标志物:GB/T 18606—2017》[20] 色谱柱:DB-5MS或HP-5MS柱(60 m×0.25 mm×0.25 μm)
    进样口:进样量为1 μL,不分流进样,进样口温度300 ℃,载气流速为1.0 mL/min。
    程序升温:初温为60 ℃,然后以6 ℃/min的速度升至260 ℃,再以1.5 ℃/min升至320 ℃,保留20 min。
    质谱部分:EI电离源,离子源温度为250~310 ℃,电离电压为70 eV。
    芳烃气相色谱—质谱 《气相色谱—质谱法测定沉积物和原油中生物标志物:GB/T 18606—2017》[20] 色谱柱:DB-5MS或HP-5MS柱(60 m×0.25 mm×0.25 μm)
    进样口:进样量为1 μL,不分流进样,进样口温度300 ℃,载气流速为1.0 mL/min。
    程序升温:初温为60 ℃,然后以3 ℃/min的速度升至320 ℃,保留20 min。
    质谱部分:EI电离源,离子源温度为250~310 ℃,电离电压为70 eV。
    下载: 导出CSV

    表  5  各实验室气相色谱检测参数平均值

    Table  5.   Average values of GC detection parameters of the laboratories

    实验室代码 全油轻烃参数平均值 饱和烃参数平均值 芳烃参数平均值
    甲基环己烷指数I1 正庚烷值I5 C(21+22)/C(28+29) Pr/Ph MNR MPI
    1 52.92 24.67 2.351 4 0.422 6 1.836 5 0.946 7
    2 52.19 25.00 1.627 5 0.904 5
    3 52.75 24.57 2.185 2 0.392 7 1.811 7 0.934 3
    4 52.87 24.73 2.343 0 0.416 8 1.745 6 0.924 9
    5 53.12 24.32 2.171 1 0.447 9 1.837 4 0.847 5
    6 53.20 24.55 1.866 9 0.424 8 1.826 1 0.887 1
    7 52.93 24.67 2.252 2 0.376 7 1.841 3 0.984 0
    8 53.40 24.36 2.371 2 0.394 6 1.847 2 0.969 0
    9 53.35 24.96 2.211 1 0.411 9 1.870 9 0.915 3
    10 53.34 24.40 2.369 9 0.419 3 1.717 6 0.899 0
    11 53.22 24.77 2.421 7 0.407 6 1.849 1 0.962 8
    12 52.76 25.52 2.251 5 0.419 7
    13 53.07 25.11 2.124 0 0.420 6 1.713 9 0.917 2
    14 53.61 24.37 2.215 6 0.417 7 1.880 0 0.969 1
    15 52.96 24.63 2.385 1 0.386 3 1.832 6 0.860 7
    16 53.04 24.66 2.361 7 0.403 8 1.876 0 0.921 2
    17 2.648 2 0.383 7
    18 53.16 24.65 2.297 0 0.416 9
    19 53.05 24.34
    20 52.83 24.58 2.123 8 0.353 2 1.845 2 0.976 9
    21
    22 53.04 24.60 2.282 0 0.425 2 1.794 0 0.940 1
    23 53.09 24.86 2.308 1 0.417 7 1.702 0 0.940 6
    注:表中空白处指实验室未参与该项目比对工作,表 6同。
    下载: 导出CSV

    表  6  各实验室气相色谱—质谱检测参数平均值

    Table  6.   Average values of GC-MS detection parameters of the laboratories

    实验室代码 饱和烃参数平均值 芳烃参数平均值
    C21TT/C23TT Ts/(Ts+Tm) C31H22S/(22S+22R) MDR MPI
    1 0.771 0 0.511 4 0.518 4 18.206 5 0.748 2
    2 0.730 4 0.491 5 0.511 8 19.761 3 0.816 1
    3 0.697 0 0.435 4 0.597 0 17.252 7 0.575 2
    4 0.718 2 0.479 8 0.503 1 13.608 8 0.757 7
    5 0.694 8 0.497 0 0.502 2 19.658 0 0.736 6
    6 0.736 0 0.501 3 0.544 8 20.154 0 0.813 9
    7 0.751 5 0.533 3 0.537 2 20.241 5 0.829 3
    8
    9 0.703 8 0.510 3 0.519 6 18.560 5 0.785 0
    10 0.731 2 0.496 2 0.528 2 20.021 1 0.764 0
    11 0.715 8 0.491 3 0.506 5 19.271 8 0.806 4
    12
    13 0.752 9 0.474 6 0.602 4 20.239 5 0.783 7
    14 0.748 4 0.513 0 0.575 4 17.159 2 0.764 6
    15 0.683 9 0.475 7 0.519 6 16.717 9 0.749 6
    16 0.738 4 0.530 5 0.531 4 19.659 4 0.777 7
    17 0.725 3 0.483 1 0.602 3
    18 0.727 7 0.474 2 0.584 3 18.639 7 0.778 6
    19 0.769 1 0.441 1 0.530 4 18.218 5 0.802 6
    20 0.696 1 0.501 8 0.506 3 17.432 3 0.705 1
    21 0.738 5 0.514 1 0.632 6 18.896 2 0.750 5
    22 0.781 5 0.520 9 0.517 3 17.369 3 0.759 7
    23 0.701 6 0.503 2 0.508 9 18.673 5 0.814 5
    下载: 导出CSV

    表  7  剔除离群值后所有比对参数平均值

    Table  7.   Average values of all comparison parameters after removing outliers

  • [1] 陈彦鄂, 张志荣, GREENWOOD Paul. 油气包裹体分子组成的热释—色谱—质谱分析[J]. 石油实验地质, 2021, 43(5): 915-920. doi: 10.11781/sysydz202105915

    CHEN Yan'e, ZHANG Zhirong, GREENWOOD Paul. Pyrolysis-gas chromatography-mass spectrometry analyses of oil-bearing fluid inclusions composition[J]. Petroleum Geology & Experiment, 2021, 43(5): 915-920. doi: 10.11781/sysydz202105915
    [2] 马媛媛, 陶成, 把立强, 等. 在线裂解色谱—同位素比值质谱测定天然气丙烷位碳同位素及其初步应用[J]. 石油实验地质, 2022, 44(2): 350-356. doi: 10.11781/sysydz202202350

    MA Yuanyuan, TAO Cheng, BA Liqiang, et al. Measurements of position-specific carbon isotopic compositions in propane by on-line Gas Chromatography-Pyrolysis-Gas Chromatography-Isotope Ratio Mass Spectrometer (GC-Py-GC-IRMS) and its preliminary application[J]. Petroleum Geology & Experiment, 2022, 44(2): 350-356. doi: 10.11781/sysydz202202350
    [3] 李莉. 气相色谱法测定轻烃组分[J]. 广东化工, 2021, 48(4): 125-127. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GDHG202104053.htm

    LI Li. Determination of light-hydrocarbon components by chromatography[J]. Guangdong Chemical Industry, 2021, 48(4): 125-127. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GDHG202104053.htm
    [4] 张渠, 梁舒, 张志荣, 等. 原油模拟生物降解的饱和烃色谱分析[J]. 石油实验地质, 2005, 27(1): 81-84. doi: 10.11781/sysydz200501081

    ZHANG Qu, LIANG Shu, ZHANG Zhirong, et al. Gas chromatographic analysis of simulated biodegraded saturated hydrocarbon[J]. Petro-leum Geology & Experiment, 2005, 27(1): 81-84. doi: 10.11781/sysydz200501081
    [5] 张云献, 刘海燕, 巩卫芳, 等. 东濮凹陷北部芳烃色谱—质谱分析及石油地质应用[J]. 断块油气田, 2012, 19(6): 727-731. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DKYT201206015.htm

    ZHANG Yunxian, LIU Haiyan, GONG Weifang, et al. GC-MS analysis of aromatic hydrocarbon and its application in petroleum geology in north area of Dongpu Depression[J]. Fault-Block Oil & Gas Field, 2012, 19(6): 727-731. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DKYT201206015.htm
    [6] ROMERO A A M, NGUYEN T, PHILP R P. Organic geochemistry of the Eagle Ford Group in Texas[J]. AAPG Bulletin, 2018, 102(7): 1379-1412. http://www.researchgate.net/profile/Andrea_Romero11/publication/326103468_Organic_geochemistry_of_the_Eagle_Ford_Group_in_Texas/links/5b632b170f7e9b00b2a22ce6/Organic-geochemistry-of-the-Eagle-Ford-Group-in-Texas.pdf
    [7] MARTINEZ A M, BOYER D L, DROSER M L, et al. Love1. A stable and productive marine microbial community was sustained through the end—Devonian Hangenberg crisis within the Cleveland shale of the Appalachian Basin, United States[J]. Geobio-logy, 2019, 17(1): 27-42.
    [8] 金晓辉, 朱丹, 林壬子, 等. 原油气相色谱指纹可配比性实验研究[J]. 石油实验地质, 2003, 25(1): 53-57. doi: 10.11781/sysydz200301053

    JIN Xiaohui, ZHU Dan, LIN Renzi, et al. Partition experiment of GC fingerprint of crude oil[J]. Petroleum Geology & Experiment, 2003, 25(1): 53-57. doi: 10.11781/sysydz200301053
    [9] 黄第藩, 李晋超. 利用气相色谱资料探讨几种成油生源构成[J]. 石油与天然气地质, 1982, 3(3): 251-258. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SYYT198203009.htm

    HUANG Difan, LI Jinchao. A study on the structures of biogenetic substance in disseminated hydrocarbons by gas chromatograms[J]. Oil & Gas Geology, 1982, 3(3): 251-258. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SYYT198203009.htm
    [10] 解超明, 李才, 吴彦旺, 等. 青藏高原羌塘中部泥火山喷发物中沥青脉饱和烃气相色谱特征及其油气地质意义[J]. 地质通报, 2012, 31(6): 977-978. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZQYD201206016.htm

    XIE Chaoming, LI Cai, WU Yanwang, et al. Gas chromatographic characteristics of asphalt vein saturated hydrocarbon in mud volcano effusive mass of middle Qiangtang area, Tibetan Plateau[J]. Geolo-gical Bulletin of China, 2012, 31(6): 977-978. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZQYD201206016.htm
    [11] 张铜磊, 王霆, 徐波. 西湖凹陷BW区油气田原油和凝析油成熟度评价[J]. 长江大学学报(自然科学版), 2022, 19(6): 1-9. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-CJDL202302007.htm

    ZHANG Tonglei, WANG Ting, XU Bo. Maturity evaluation of crude oil and condensate in oil and gas fields in the BW area of the Xihu Sag[J]. Journal of Yangtze University(Natural Science Edition), 2022, 19(6): 1-9. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-CJDL202302007.htm
    [12] 李姗姗, 白斌, 严刚, 等. 泥页岩热模拟排出油与滞留油中17α(H)-重排藿烷的成熟度指示规律[J]. 石油实验地质, 2022, 44(5): 887-895. doi: 10.11781/sysydz202205887

    LI Shanshan, BAI Bin, YAN Gang, et al. Maturity indication of 17α(H)-diahopane in expelled and retained oils from artificial maturation experiments of mud shale[J]. Petroleum Geology & Experiment, 2022, 44(5): 887-895. doi: 10.11781/sysydz202205887
    [13] 郝青峰. 柴东地区石炭系生油岩的生烃潜力评价及其形成古环境[J]. 科技资讯, 2008(11): 22-23. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZXLJ200811019.htm

    HAO Qingfeng. Hydrocarbon generation potential evaluation and paleoenvironment of Carboniferous source rocks in eastern Qaidam Basin[J]. Science & Technology Information, 2008(11): 22-23. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZXLJ200811019.htm
    [14] 朱扬明, 张春明, 张敏, 等. 陆东凹陷生油岩生物标志物与沉积环境的关系[J]. 江汉石油学院学报, 1996, 18(3): 29-34. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JHSX603.005.htm

    ZHU Yangming, ZHANG Chunming, ZHANG Min, et al. Relationship between biomarkers of source rocks and sedimentary environment in Ludong Sag[J]. Journal of Jianghan Petroleum Institute, 1996, 18(3): 29-34. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JHSX603.005.htm
    [15] ZHANG Min, ZHANG Jun, ZHAO Hongjing, et al. Migration fractionation of neutral nitrogen compounds of crude oils from Tabei oilfield in the Tarim Basin, China[J]. Chinese Journal of Geochemistry, 2004, 23(1): 89-93. http://epub.cnki.net/grid2008/docdown/docdownload.aspx?filename=DQHB200401010&dbcode=CJFD&year=2004&dflag=pdfdown
    [16] MASANOBU A. Petroleum nitrogen compounds: a sensitive indicator of petroleum migration[J]. Researches in Organic Geochemistry, 1999, 14: 1-2. http://ci.nii.ac.jp/naid/110007504545/en
    [17] 郭佳, 牛博. 有机地球化学方法示踪石油运移的研究进展[J]. 吉林化工学院学报, 2016, 33(5): 1-4. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JHXY201605001.htm

    GUO Jia, NIU Bo. Progresses in organic geochemical studies on tracing oil migration[J]. Journal of Jilin Institute of Chemical Technology, 2016, 33(5): 1-4. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JHXY201605001.htm
    [18] 中国合格评定国家认可委员会. CNAS-GL003-2018, 能力验证样品均匀性和稳定性评价指南[S]. 北京: 中国标准出版社, 2018.

    China National Accreditation Commission for Conformity Assessment. CNAS-GL003-2018, Guidance on evaluating the homogeneity and stability of samples used for proficiency Testing[S]. Beijing: Standards Press of China, 2018.
    [19] 中华人民共和国国家发展和改革委员会. SY/T 5779—2008, 石油和沉积有机质烃类气相色谱分析方法[S]. 北京: 石油工业出版社, 2008.

    National Development and Reform Commission of the People's Republic of China. SY/T 5779-2008, Analytical method of hydrocarbons in pertoleum and sediment by gas chromatography[S]. Beijing: Petroleum Industry Press, 2008.
    [20] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会. GB/T 18606-2017, 气相色谱—质谱法测定沉积物和原油中生物标志物)[S]. 北京: 中国标准出版社, 2017.

    General Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine of the People's Republic of China, National Standardization Administration of China. GB/T 18606-2017, The test method for biomarkers in sediment and crude oil by GC-MS[S]. Beijing: Standards Press of China, 2017.
    [21] International Organization for Standardization. ISO 13528: 2022. Statistical methods for use in proficiency testing by interlaboratory comparisons[S]. ISO, 2022. https://www.iso.org/standard/78879.html.
  • 加载中
图(8) / 表(7)
计量
  • 文章访问数:  510
  • HTML全文浏览量:  218
  • PDF下载量:  62
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2022-12-27
  • 修回日期:  2023-04-19
  • 刊出日期:  2023-05-28

目录

    /

    返回文章
    返回