Selective Analysis of Sulfur-Containing Species in a Heavy Crude Oil by Deuterium Labeling Reactions and Ultrahigh Resolution Mass Spectrometry

A heavy crude oil has been treated with deuterated alkylating reagents (CD₃I and C₂D₅I) and directly analyzed without any prior fractionation and chromatographic separation by high-field Orbitrap Fourier Transform Mass Spectrometry (FTMS) and Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometry (FT-ICR MS) using electrospray ionization (ESI). The reaction of a polycyclic aromatic sulfur heterocycles (PASHs) dibenzothiophene (DBT), in the presence of silver tetrafluoroborate (AgBF₄) with ethyl iodide (C₂H₅I) in anhydrous dichloroethane (DCE) was optimized as a sample reaction to study heavy crude oil mixtures, and the reaction yield was monitored and determined by proton nuclear magnetic resonance spectroscopy (¹H-NMR). The obtained conditions were then applied to a mixture of standard aromatic CH-, N-, O- and S-containing compounds and then a heavy crude oil, and only sulfur-containing compounds were selectively alkylated. The deuterium labeled alkylating reagents, iodomethane-d₃ (CD₃I) and iodoethane-d₅ (C₂D₅I), were employed to the alkylation of heavy crude oil to selectively differentiate the tagged sulfur species from the original crude oil.     

Real-time organic aerosol chemical speciation in the indoor environment using extractive electrospray ionization mass spectrometry

Understanding the sources and composition of organic aerosol (OA) in indoor environments requires rapid measurements, since many emissions and processes have short timescales. However, real-time molecular-level OA measurements have not been reported indoors. Here, we present quantitative measurements, at a time resolution of five seconds, of molecular ions corresponding to diverse aerosol-phase species, by applying extractive electrospray ionization mass spectrometry (EESI-MS) to indoor air analysis for the first time, as part of the highly instrumented HOMEChem field study. We demonstrate how the complex spectra of EESI-MS are screened in order to extract chemical information and investigate the possibility of interference from gas-phase semivolatile species. During experiments that simulated the Thanksgiving US holiday meal preparation, EESI-MS quantified multiple species, including fatty acids, carbohydrates, siloxanes, and phthalates. Intercomparisons with Aerosol Mass Spectrometer (AMS) and Scanning Mobility Particle Sizer suggest that EESI-MS quantified a large fraction of OA. Comparisons with FIGAERO-CIMS shows similar signal levels and good correlation, with a range of 100 for the relative sensitivities. Comparisons with SV-TAG for phthalates and with SV-TAG and AMS for total siloxanes also show strong correlation. EESI-MS observations can be used with gas-phase measurements to identify co-emitted gas- and aerosol-phase species, and this is demonstrated using complementary gas-phase PTR-MS observations.     

1,5-己二烯交联烯烃聚合物的合成及其抗剪切稳定性

以金属配合物为催化剂、1,5-己二烯为交联剂,采用本体聚合法合成了交联超高相对分子质量烯烃类聚合物(简称交联聚合物)。用傅里叶变换红外光谱、核磁共振、凝胶渗透色潜表征交联聚合物的结构和相对分子质量。用旋转黏度计和超声波仪研究了1,5-己二烯用量对交联聚合物溶液表观黏度的影响及交联聚合物的相对分子质量对交联聚合物溶液抗剪切稳定性的影响。实验结果表明,在最佳聚合条件(单体80mL、助催化剂0．4mL、CS-1催化剂0．090g、1,5-己二烯0．40mL、0℃、24 b)下所合成的交联聚合物的重均相对分子质量为7．7×106,数均相对分子质量3．6×106。加入少量1,5-己二烯能提高交联聚合物的抗剪切能力,同时也能提高交联聚合物的相对分子质量。交联聚合物的相对分子质量越大,抗剪切稳定性越好。1,5-己二烯用量约为0．1 mL时(单体40 mL),交联聚合物溶液的表观黏度达到最大值(16．8 mPa·s)。     

基于交会图和多元统计法的神经网络技术在火山岩识别中的应用

针对火山岩储层的特殊性(复杂性、离散性和随机性),应用BP神经网络技术对火山岩测井解释中岩性识别问题进行了研究。该方法的技术关键是样本集和初始权重的建立,以及模型的优选。本文提出了一种基于交会图和多元统计法的学习样本生成方法,即根据取心岩样的地球化学和岩石学研究,用交会图技术建立样本集,采用聚类分析和距离判别法确定初始权重。将研究方法应用在松辽盆地杏山地区火山岩岩性识别问题中,取得了很好的效果,岩性解释符合率高于90%。文中通过四种岩性识别处理模式的对比研究,表明赋权重处理模式为最优处理模型。在神经网络模型预测过程中,需充分利用已有的地质经验和测井曲线信息建立典型可靠的样本文件,同时考虑神经网络方法中各种因素的影响,优选模型和计算参数才能使预测结果符合实际情况。     

焉耆盆地原油物理化学特征及油源对比研究

在焉耆盆地侏罗系三工河组和八道湾组均发现原油,目前关于侏罗系产层原油的油源问题存在不同的认识。对研究区原油的物理、化学性质进行系统的研究,认为侏罗系三工河组和八道湾组原油不仅在物理性质上有一定的差别,而且在地球化学组成及生物标记化合物上也有一定的差异,应具有不同的来源。侏罗系三工河组原油属于典型腐殖型干酪根成因,而侏罗系八道湾组原油除了具有腐殖型干酪根成因的某些特征外,还具有湖相泥岩生烃的特点。通过原油与各类源岩生物标志物进一步对比分析发现,侏罗系三工河组原油与西山窑、三工河组烃源岩及石炭系、三叠系烃源岩地球化学特征均存在明显差异,与侏罗系八道湾组烃源岩对比性较好。侏罗系八道湾组原油与八道湾组、三叠系源岩有一定相似性,因此认为八道湾组源岩为其主要源岩,三叠系源岩也有一定的贡献。目前勘探生产主要以八道湾组烃源岩为目标,下一步应加强对三叠系烃源岩贡献区带的勘探部署。      

湘中海相浅层湘冷1井酸压工艺研究及应用

湘冷1井具有气层埋藏浅（400m-500m）、纵向上裂隙发育的特点，属低孔、低渗的含泥质灰岩致密储层。大量室内实验和研究采用“前置液酸压＋闭合酸化”工艺技术，并优选了相应降阻酸和闭合酸配方。通过酸压实现了该井工业油气流的突破，取得了明显的增产效果，为新区海相浅层气的开发探索出了一套成熟的改造增产措施。     

凝胶渗透色谱法测定基础油PAO的相对分子质量及分布

聚α-烯烃是一种性能优良的润滑油基础油，其相对分子质量及分布直接影响宏观性能。本研究建立了一种用于表征1-癸烯齐聚物相对分子质量及分布的方法。采用带示差折光检测器的凝胶渗透色谱系统，综合考虑分离效果和测试可操作性，优化了流动相流速和凝胶色谱柱的组合方式。以四氢呋喃为流动相，流速为0.8 mL/min，色谱柱组合方式为Styragel HR 0.5,Styragel HR 1,PLGEL 3μm MIXED-E三柱串联，以聚苯乙烯作为标准样品，采用普适校正方法处理色谱流出曲线。此方法测得样品的质均相对分子质量与凝胶渗透色谱-光散射法所测定结果相比较，相对误差相对偏差在3%以内。     

机械-射流破岩耦合特性研究

在现代旋转钻井破碎井底岩石中仍是以机械破岩为主，理论与实践证明，射流辅助破岩是提高钻井破岩效率的重要途径，但它们的耦合特性研究极少。文章基于渗流场与应力场的耦合理论分析，进行了机械与射流破岩耦合特性的实验研究。结果表明：射流压力和水楔作用对岩石渗流场、应力场具有重要作用，耦合作用比非耦合作用的破岩效率有较大幅度的提高。在实验条件下，砂岩的耦合作用提高破岩效率40％左右，灰岩的耦合作用提高破岩效率20％左右。     

储层应力敏感性影响因素研究

全面分析储层应力敏感性产生的机理认为，外部因素的改变会引起储层产生应力敏感性．而储层岩石物性等内部因素对应力敏感性的强弱起决定性作用。室内岩心应力敏感性评价时．仪器与设备的精度、加载与卸载方式、实验用流体类型以及各种人为因素等都会对评价结果产生影响，其中岩心密封套在高压、高温条件下的密闭性会对实验结果产生较大影响。所以储层应力敏感性不应该从孔隙度和渗透率的高低进行简单评价，中、高渗储层和低渗储层在生产过程也都可能表现出较强的应力敏感性现象。     

一种分析碳酸盐岩孔隙系统数字图像的新方法

碳酸盐岩的孔隙类型多，孔径变化范围大，孔隙系统结构复杂，研究难度大。长期以来，是利用光学显微镜法、毛细管压力分析法、岩石孔隙系统复制法和图像分析仪法等方法或其中几种方法配合来研究碳酸盐岩孔隙系统。随着计算机图像技术的迅速发展和日益完善，借助该项技术通过碳酸盐岩孔隙系统数字图像来研究碳酸盐岩孔隙系统已经成为现实。文章提出一种研究碳酸盐岩孔隙系统数字图像的新方法。通过样品光薄片的光学显微镜（OM）数字图像和环境扫描电子显微镜（ESEM）数字图像二值化识别孔隙；构造孔隙度、孔隙贡献率和孔隙形状参数的计算公式用于数字图像分析，得到孔隙大小分布和孔隙形状分布。在此基础上，总结碳酸盐岩孔隙参数对其渗透率的控制作用。与传统的孔隙系统研究方法相比，该方法与计算机图像技术紧密结合，具有定量、快速的明显优势。