分析仪器在油砂沥青矿开发中的应用探讨

　　引言

　　油砂沥青(重油)是21世纪的重要能源。加拿大从油砂生产的沥青和合成油已占其石油总产量的1/4以上。中国虽然亦有相当规模的油砂沥青矿分布[1]，但尚无开采先例。面对巨大的石油供求缺口，开发油砂沥青矿势在必行。

　　如何开采油砂沥青矿，除决定于其埋深及地质、地理环境外，有机物的化学组成与分布特征也是一个决定因素。这方面的研究，分析仪器具有不可替代的作用。近年来，本文在青海油砂沥青矿开采可行性研究中对此作了一些探讨。

　　2分析仪器的选择

　　油砂沥青为复杂的有机混合物，极性杂原子重组分很富集，一般>50%。但由于所处地质环境的差异性，其化学组成与分布相差甚远。因此，需要有针对性地采用相关分析仪器，为油砂沥青矿的开采提供基础数据。

　　超临界流体色谱(SFC)兼备气相色谱和液相色谱两者的优势，适用于分离、测定高分子量或强极性化合物。有机差热分析(DTA)及Rock-Eval热解评价仪可测定油砂沥青中轻质组分分布状况，用气相色谱法模拟原油实沸点蒸馏能准确、快捷地反映馏出各组分沸点的真实情况。

　　3样品及测试

　　样品为青海油砂山具代表性的第30层油砂，其饱和烃组分含量异常高，占沥青的49.64%(m%)，而胶质、沥青质只有37. 34 %。油砂粉碎后直接进行热分析;用专用设备抽提出沥青(重油)，其少量用于模拟蒸馏，大部分经柱层析分离出饱和烃组分用于SFC分析。有关仪器的型号、操作条件见参考文献[2].

　　4结果与讨论

　　测试表明，青海油砂沥青中含有丰富的轻质组分，严格地说还未达到沥青的范畴。其饱和烃不但占绝对主导地位，而且主要分布于C28左右，C20以前的占一定比例，C40以后的极少(图1)。与其它地区的油砂相比，青海油砂DTA曲线不仅低温峰较大，后一个峰很小，而且其两个峰值温度都明显较低(图2) o Rock-Eval热解分析曲线亦有完全相同的结果。这些特征只会在轻质组分较多时才能形成。模拟蒸馏测试数据(表1)直接显示，青海油砂沥青矿的馏出组分沸点甚低，500°C时的累积馏分高达45%，甚至与一些常规原油相仿。

　　按惯例，出露或埋藏浅的油砂沥青矿采用露天开采，埋深大的使用钻井方法。但青海出露油砂沥青矿中轻质组分甚多，烃类含量很高，是至今尚未见报道的一类特殊油砂沥青矿。因此，它不能沿用现成的油砂沥青矿开采方法，否则其油气资源损失太大，生产安全隐患多。经全方位的技术经济评价，拟采用组合方式生产，前期沿油砂主层水平钻井采油，后期再进行露天开采[2]。