油酸甲酯的理化指标？ 油酸甲酯密度是多少

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一、油酸甲酯的理化指标？

二、准噶尔盆地西北缘高酸值原油地球化学特征

一、油酸甲酯的理化指标？

理化指标外观：淡黄色、澄清油状液体水分：le；0.1酸值mg KOH/g:le；1;皂化值mg KOH/g:160-190；碘值GI2/100g:80-120；C16:14名；C18:ge；80 C20:3熔点：-19.9。沸点：218.5(2.66千帕)，168-170(0.267千帕)。相对密度：0.87-0.89(20/4)。折射率：1.4522。溶解性：在水中可与无水乙醇和乙醇混合。

二、准噶尔盆地西北缘高酸值原油地球化学特征

一、原油的物理性质

本次研究在准噶尔盆地西北缘采集了25个侏罗系和三叠系原油样品(表5-1)。从密度数据可以看出，4区、6区和科前109区原油属于正常原油(密度<0.934 g/cm3)，其他区块原油以稠油为主；从硫含量分析，均属于低硫原油(S <0.5%)；酸值分析表明，6区块为含硫原油(0.5 mg KOH/g

从密度与含硫量的关系来看，准噶尔盆地西北缘原油密度与含硫量不存在线性关系(图5-4)。而原油总酸值与密度有一定程度的正相关关系(图5-5)。随着密度的增加，原油总酸值先大幅增加，当密度增加到一定程度后，原油总酸值的增幅减小。而准噶尔盆地西北缘原油硫含量与总酸值的关系不明显(图5-6)，这与Meredith等(2000)报道的结果一致，即硫含量与总酸值的关系不明显。

图5-4准噶尔盆地西北缘原油密度与含硫量的相关性图图5-5准噶尔盆地西北缘原油总酸值与密度的相关性二、原油族组成。

原油的族组成含量一般受烃源岩的沉积环境、母质的组成和类型、原油的演化程度、原油的后期改造等因素的影响。从图5-7和表5-2可以看出，准噶尔盆地西北缘不同酸值原油的组成和分布特征相似，饱和烃含量和饱和/芳烃比高，非烃/沥青质高。商九区块原油中非烃沥青质含量略高。

在层位上，各层的族组成特征如下：下侏罗统八道湾组(J1b)原油饱和烃含量为51.96% ~ 62.79%，平均为57.92%；非烃和沥青质含量为17.16% ~ 34.46%，饱和/芳烃比为3.68 ~ 4.34，平均为4.05。非烃/沥青质含量相对较高(2.13 ~ 5.02)，平均为3.67。中侏罗统古琦组(J2q)原油饱和烃含量为51.33% ~ 61.99%，平均为60.89%。非烃和沥青质占15.53% ~ 23.06%，饱和度/芳香性比值为2.58 ~ 4.79，平均值为4.09。

中三叠统克拉玛依组(T2k)原油饱和烃含量为56.85% ~ 62.5%，平均为59.39%。非烃沥青质19.64% ~ 22.98%，饱和度/芳香性比值3.54 ~ 4.58，平均为4.01；非烃/沥青质含量为3.22 ~ 8.82，平均为6.46。

图5-6准噶尔盆地西北缘原油总酸值与含硫量的相关性图图图5-7准噶尔盆地西北缘原油族组成三角形图5-2准噶尔盆地西北缘原油族组成数据从图5-8可以看出，准噶尔盆地西北缘原油总酸值与原油族组成参数没有相关性但古琦组原油总酸值越高，饱和烃含量越低，非烃含量越高。三、原油的生物标志物组成(I)正构烷烃

从准噶尔盆地西北缘高酸值原油的饱和烃色谱特征(图5-9)可以看出，正构烷烃已经耗尽，基线已经翘曲，出现了UCM，这些都反映了原油遭受了生物降解。正构烷烃和类异戊二烯烃优先生物降解，导致三环萜烷、五环萜烷和甾烷等复杂结构分子相对富集(图5-9)，但不同酸值原油样品色谱图无明显差异。图5-8准噶尔盆地西北缘高酸值原油总酸值与族组成参数相关图。

图5-9准噶尔盆地西北缘原油饱和烃色谱图(一)图5-9准噶尔盆地西北缘原油饱和烃色谱图(二)

-胡萝卜素表明水环境减少，有机质快速积累。

百口泉和红山嘴区块原油样品未检出高丰度-胡萝卜素，但在4区块和克前10区块原油样品中发现高丰度-胡萝卜素，而9区块原油样品复杂，部分样品含高丰度-胡萝卜素，部分样品未检出，21783井原油(TAN=1.3mgKOH/g)和酸值相对较低的原油。

可以看出，-胡萝卜素的丰度与原油的总酸值没有相关性(图5-9)。

(二)双环倍半萜图5-10显示了准噶尔盆地西北缘高酸值原油中双环萜烷的分布，其中具有明确地质意义的化合物为：8(H)-丁烷(峰7)，两个重排化合物为4，4，8，8，9-五甲基萘(峰4)和4，4，8，9。

如图5-10所示，准噶尔盆地西北缘高酸值原油基本以8(h)-bulidin为主峰，重排bulidin不发育，重排bulidin/8(h)-bulidin比值在0.11-0.78之间，除DH5030井J1b原油外，其余样品均低于0.50。8(H)-补肾/8(H)-补肾在下侏罗统八道湾组(J1b)为1.4 ~ 2.55，中侏罗统古琦组(J2q)为1.39 ~ 2.5，中三叠统克拉玛依组(T2k)为1.42 ~ 2.13，三者差异不大。

从图5-11可以看出，准噶尔盆地西北缘原油的总酸值随着8(H)-蒲式耳/8(H)-蒲式耳比值的增大而增大，表明两者之间存在一定的相关性。

图5-10准噶尔盆地西北缘原油倍半萜烯图(三)三环萜烷系列图5-12显示了准噶尔盆地西北缘高酸值原油中三环萜烷的分布。从图5-12可以看出，准噶尔盆地西北缘高酸值原油中三环萜烷相对丰富。即使藿烷被严重降解，丰度降低，分布不完全，但三环萜烷仍然高度丰富，分布完全，说明三环萜烷是一类抗降解能力很强的化合物，其抗降解能力比藿烷强。

图5-11准噶尔盆地西北缘高酸值原油总酸值与倍半萜烯参数相关图

三环萜烷的广泛分布和三环六异戊二烯醇的分子特征表明它们来源于原生动物细胞膜(Ourisson等，1982)；然而，在塔斯马尼亚页岩提取物中，三环萜烷高度富集，表明三环萜烷也可能来自这些藻类(Volkman等人，1989年)。准噶尔盆地西北缘原油中三环萜类化合物的碳数分布范围为C19—C30，无C27时三环萜类化合物的分布模式略有不同。

除红山嘴区块外，高酸值原油具有以C21-三环萜为主的分布格局，但酸值与C21-/C23-三环萜的比值无关(图5-13)。

(4)四环萜烷系列

C24四环萜烷的特殊生物成因意义尚不清楚。一般认为，C24四环萜烷是由藿烷或藿烷前体——-hopene中的五元环E由于热作用或生物降解而断裂形成的。

准噶尔盆地西北缘高酸值原油中C24四环萜烷的丰度普遍较低，组成相似(图5-12)。C24四环萜烷与C26三环萜烷的比值在0.3-0.55之间，在百口泉和9区高酸值原油中相对较高，与生物降解有关，而C24四环萜烷与C26三环萜烷的比值与原油总酸值无相关性(图5

(5)藿烷系列

准噶尔盆地西北缘高酸值原油中藿烷的分布模式差异较大，这与生物降解和转化有关。4区、克前10区、红山嘴区、百口泉区高酸值原油中藿烷分布完整，9区原油降解程度高，藿烷有不同程度的消耗，特别是990723井和990724井，C30藿烷基本降解，以25-去甲藿烷为主(图5-12)。如图5-14所示，990723井和990724井原油中25-去甲藿烷与/C30藿烷的比值高达3.0，这是其他样品所没有的。

准噶尔盆地西北缘高酸值原油Ts丰度低，其Ts/(TsTm)值为0.05 ~ 0.35。高酸值原油的C35H/C34H比值在0.20-0.90之间，表明原油来源为碎屑沉积环境(图5-14)。

伽马石蜡是异常盐度或稳定水层的标志。如图5-12、和图5-14所示，准噶尔盆地西北缘原油中石蜡含量较高，G/C30H比值在0.2-0.9之间，反映了该地区沉积环境的高盐度和强还原性，与之前报道的-胡萝卜素检测指示一致。(6) C27-C29规则甾烷

准噶尔盆地西北缘高酸值原油中甾烷的分布模式也因生物降解而不同(图5-15)。4区和克前10区原油甾烷分布正常，短链孕烷和孕烷丰度低，C27—C29甾烷C27丰度低，C28和C29丰度高。母质类型以陆源输入为主，-化合物高，说明原油不够成熟。

百口泉地区原油中孕烷和孕烷的丰度明显增加，但C27—C29甾烷的降解不明显，其分布仍属正常。而在红山嘴地区和9区，原油中的规则甾烷明显降解，丰度大大降低，表现为孕烷和孕烷的高丰度。

图5-12 m/z191准噶尔盆地西北缘原油质量色谱图图图5-13高酸值原油总酸值与C24Te/C26TT、C21TT/C23TT图图的相关性图5-14准噶尔盆地西北缘高酸值原油总酸值与霍帕内斯参数的相关性图四、高酸值原油烃同位素特征(一)原油碳同位素特征。

原油基本继承了其生烃母质稳定的碳同位素组成特征，但在烃源岩成熟生烃和油气运移过程中，也会发生碳同位素组成的分馏效应。一般成熟度对有机质碳同位素组成的分馏效应影响有限，成熟度引起的13C值变化范围不超过2 ~ 3 2~3(Peters等，1993)。

因此，一般来说，碳同位素13C值相差2 ~ 3 以上的原油来自不同生物成分或沉积环境的烃源岩的油源贡献，不会是同源原油。

根据准噶尔盆地西北缘20种高酸值原油的碳同位素统计，13C值分布范围为-31.12 ~-29.52 ，碳同位素较轻，具有典型的湖相原油特征，最大差值为1.6，不超过2(图5-16)，表明不同酸值原油可能来源相同。

进一步分析表明，红山嘴DH4018井(TAN=4.32mgKOH/g)和DH4037井(TAN=9.18mgKOH/g)原油中25-去甲藿烷/C30藿烷比值明显高于DH5028井(TAN=8.41mgKOH/g)和DH 5030井(Tan=7.430)。

图5-15 m/z217准噶尔盆地西北缘原油质量色谱图(二)原油氢同位素

氢同位素组成的变化主要反映了与沉积环境和水介质盐度的相关性(沈平，1993)。不同水体、不同生物源形成的石油中氢同位素分布明显不同。海相石油为-85 ~-181 ，非海相石油为-130 ~-163 ，意味着非海相石油比海相石油的氘含量更差。根据准噶尔盆地西北缘20种高酸值原油的氢同位素统计，D值在-134.87~-165.68之间，明显缺氘，反映陆源(图5-17)。

图5-16准噶尔盆地西北缘全油13C分布图图5-17准噶尔盆地西北缘全油D分布图(三)不同酸值原油烃同位素变化特征

如图5-18所示，准噶尔盆地西北缘高酸值原油的烃同位素数据点分为两类。一类是烃同位素有偏差，以这类油为主，百口泉、9区、4区和红山嘴区块的原油DH5028(TAN=8.41mgKOH/g)和DH5030(TAN=7.46mgKOH/g)表现出这一特征；另一种是烃类同位素相对较轻，如红山嘴区块的DH4018(TAN=4.32mgKOH/g)、DH4037(TAN=9.18mgKOH/g)和克前10区块21912井的原油(TAN=1.43mgKOH/g)。烃同位素数的差异可能与来源的细微差异有关。

从原油的碳氢同位素与酸值关系分析，原油的碳氢同位素愈重，其总酸值愈高，表明原油的总酸值与源或沉积环境有关。

图518 准噶尔盆地西北缘原油全油碳氢同位素与酸值相关图

五、高酸值原油石油酸组成特征

(一)原油酸性组分与原油总酸值的相关性

图519展示了准噶尔盆地西北缘高酸值原油样品酸性组分含量(AF)与原油总酸值(TAN)的关系，两者相关性好；从原油中分离出来的酸甲酯组分含量(FAMES)与原油TAN也表现出好的相关性(图520)，揭示酸性组分、酸甲酯组分对原油酸值有贡献。

图519 准噶尔盆地西北缘高酸值原油酸性组分含量(AF)与原油总酸值(TAN)的对比关系

图520 准噶尔盆地西北缘高酸值原油酸甲酯组分含量(FAMES)与原油总酸值(TAN)的对比关系

(二)石油酸的官能团组成与傅里叶红外光谱特征

为了了解石油酸的官能团组成特征，对准噶尔盆地西北缘7件高酸值原油样品、分离出的酸性组分及其甲酯组分，分别进行了傅里叶红外光谱分析。图521显示了上述7件原油全油、酸性组分及酸甲酯组分的傅里叶红外光谱图。在谱图数据标准化和基线校正的基础上，计算了下列官能团和结构参数：

(1)芳香度(A1600/A);

(2)环芳香化指数(A864+A800+A743)/A;

(3)脂肪度(A1460+A1376)/A;

(4)脂肪族分支指数A1376/(A1376+A1460);

(5)链长指数A722/(A1376+A1460);

(6)芳环取代指数1A864/(A864+A800+A743);

(7)芳环取代指数2A800/(A864+A800+A743);

(8)氧化度(A1700/A);

(9)硫氧化物基团(A1030/A)。

这里，A=A2953+A2923+A2862+A1700+A1600+A1460+A1376+A1030+A864+A800+A743+A722。

如图521所示，原油样品均显示出相似的傅里叶红外光谱特征，具体表现在：极强的脂肪族吸收峰，分别对应于脂肪族基团的伸展(31002800cm1)，弯曲(1460和1377cm1)，和旋转振动(720cm1);存在芳香烃吸收峰(1600cm1和900700cm1);部分样品在18001600cm1波段出现吸收峰，显示存在含氧化合物。

如图521所示，原油样品酸性组分与原始原油样品相比，对应于脂肪族基团的伸展(31002800cm1)、弯曲(1460和1377cm1)和旋转振动(720cm1)吸收峰明显减弱，而含氧官能团(18001600cm1波段吸收峰)和芳香基吸收峰(1600cm1和900700cm1波段)显著增强，显示酸性组分存在大量的含氧和芳香族化合物。

如图521所示，经过酯化，原油样品酸甲酯组分与原油酸性组分相比，芳香族成分大为降低；对应于脂肪族基团的伸展(31002800cm1)、弯曲(1460和1377cm1)和旋转振动(720cm1)吸收峰仍然明显；但各类含氧官能团(18001600cm1波段吸收峰)显著增强，羰基、多环醌类和苯酚等含氧基团在准噶尔盆地西北缘高酸值原油酸甲酯组分中大量富集。

图521 准噶尔盆地西北缘高酸值原油全油、酸性组分及酸甲酯组分的傅里叶红外光谱图(一)

图521 准噶尔盆地西北缘高酸值原油全油、酸性组分及酸甲酯组分的傅里叶红外光谱图(二)

如图522所示，原油样品结构参数脂肪度高、氧化度低，酸性组分样品结构参数芳香度、氧化度大，酸甲酯组分样品含氧化合物基团明显增强，前面已叙酸性组分、酸甲酯组分对原油总酸值有贡献，进一步揭示含氧化合物基团对原油总酸值起主要贡献。

前面已提到原油总酸值与酸甲酯组分含量正相关。通过对准噶尔盆地西北缘原油酸甲酯组分红外光谱参数与原油总酸值的关系分析，发现氧化指数、硫氧化合物与原油总酸值呈现正相关(图523)，但酸甲酯组分中硫氧化合物吸收峰强度低，与原油中硫含量低的特征吻合，说明含氧化合物基团对原油总酸值起决定性贡献。

图522 准噶尔盆地西北缘高酸值原油全油、酸性组分及酸甲酯组分的红外结构参数图

图523 准噶尔盆地西北缘原油总酸值与酸甲酯组分红外参数相关图

(三)石油酸的高分辨质谱特征

为了剖析准噶尔盆地西北缘高酸值原油中石油酸的组成特征，对部分原油进行高分辨率质谱和石油酸甲酯的气相色谱质谱分析。

通过高分辨率质谱(FTMS)在石油酸性组分分子中可以鉴定出7种杂原子组成类型，分别为N、NO、NO2、O、O2、O3和O4。如图524所示，准噶尔盆地西北缘高酸值原油杂原子类型以O2类化合物(羧酸)为主，含少量的N1类化合物(主要为吡咯类非碱性氮化物)。

原油总酸值与O2类化合物相对丰度的变化趋势如图525所示，随O2类化合物相对丰度增加，原油总酸值呈现明显的上升趋势。而随氮类化合物的丰度增加而降低(图526)，进一步揭示含氧化合物控制了原油总酸值。

图524 准噶尔盆地西北缘高酸值原油杂原子类型分布图

图525 准噶尔盆地西北缘原油总酸值与羧酸类丰度相关图

图526 准噶尔盆地西北缘原油总酸值与氮类化合物丰度相关图

O2类化合物缩合度分布和某一缩合度化合物碳数分布如图527所示，以二环(Z=4)、三环(Z=6)的环烷酸占优势，主碳峰出现在C25附近，脂肪酸含量很低；揭示二环环烷酸、三环环烷酸是石油酸的主要成分，并且原油的总酸值与二环环烷酸、三环环烷酸的浓度有一定的相关性(图528)，说明环烷酸是影响酸值的最重要因素。

图527 准噶尔盆地西北缘高酸值原油O2类化合物类型分布图

此外，生物降解对O2类化合物的组成特征有影响，如图529、图530所示，除9区的990724井原油外，环烷酸(二环+三环)浓度、环烷酸/脂肪酸比值随25降藿烷丰度增加而增加。

图528 准噶尔盆地西北缘高酸值原油环烷酸丰度和总酸值相关图

图529 准噶尔盆地西北缘高酸值原油环烷酸丰度和25降藿烷相关图

图530 准噶尔盆地西北缘高酸值原油环烷酸/脂肪酸和25降藿烷相关图

N1类化合物碳数分布如图531所示，以苯并咔唑和二苯并咔唑类化合物占优势，咔唑类化合物丰度相对低。

化学组成决定宏观性质，原油总酸值大小取决于石油酸的类型与含量，对石油酸的早期研究源于石油酸的腐蚀(Derungs，1956)，已经鉴定出的结构类型包括链状脂肪酸、类异戊二烯酸、环烷酸、芳香羧酸及无机酸。烷基苯酚类化合物也是石油酸的组成部分。

由于研究对象和研究方法不同，关于石油酸组成的研究结果差异很大，人们希望在石油酸组成和酸值之间建立一种定量关系(Mechenzie et al.1983;Behar Albrecht，1984;Jaffe Gallardo，1993;Olsen，1998)。在大部分被研究的原油中正构脂肪酸对原油总酸值的贡献并不大，Meredith(2000)研究了不同来源的33个原油，发现烷基苯酚、正构脂肪酸含量与酸值之间没有任何相关性。

值得指出的是，石油酸中杂原子化合物组成类型复杂，不同类型化合物的酸性强弱不同，因此，通过某一类化合物组成或浓度数据预测原油的总酸值，理论上是行不通的。但是可以通过酸性化合物的组成特征可以定性描述总酸值的高低，如羧酸类化合物是石油酸的重要组成部分且具有相对较强酸性，羧酸含量高的原油肯定具有较高的酸值。

以脂肪酸或环烷酸为主要酸性组分的原油均能表现较高酸值。

准噶尔盆地西北缘原油的酸值虽差异大，但基本上都属高酸值油，高酸值原油杂原子类型以O2类化合物(羧酸)为主，含少量的N1类化合物，并且随O2类化合物相对丰度增加，原油总酸值呈现明显的上升趋势(图525)，而随氮类化合物的丰度增加而降低(图526)，说明O2类化合物是决定总酸值的主要因素，而N类化合物的总酸值贡献较小。

进一步研究发现，O2类化合物以2环(Z=4)、3环(Z=6)的环烷酸占优势(图527)，脂肪酸含量很低，说明二环环烷酸、三环环烷酸是准噶尔盆地西北缘高酸值原油的石油酸主要成分，也是影响酸值的最重要因素。

六、含氧化合物色谱质谱特征

(一)酸性化合物组成特征

前已叙及，准噶尔盆地西北缘高酸值原油含氧类化合物以二环环烷酸、三环环烷酸占优势，表现在总离子流图上呈现鼓峰，脂肪酸丰度低，藿烷酸丰度更低(图532)。脂肪酸以C16脂肪酸为主峰，总脂肪酸浓度为4.4012.07g/g，藿烷酸浓度比总脂肪酸浓度低一个数量级，其变化范围为0.382.69g/g(图533)。

图531 准噶尔盆地西北缘高酸值原油N1类化合物类型分布图

图532 高酸值原油含氧化合物总离子流、脂肪酸和藿烷酸图

图533 高酸值原油脂肪酸浓度与藿烷酸浓度相关图

(二)酸性化合物绝对浓度与酸值的关系

准噶尔盆地西北缘原油羧酸类化合物以二环和三环羧酸类为主，但对这类化合物目前色质难以定性定量分析。从检测到的正构脂肪酸和藿烷酸浓度分析，正构脂肪酸浓度比藿烷酸浓度高一个数量级，且前者与原油总酸值的线性相关性要大于后者(图534)，说明正构脂肪酸对原油总酸值的贡献要大于藿烷酸。

图534 原油总酸值与含氧化合物浓度相关图

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