1.理論基礎
在許多油田的開發中，為了節約成本和優化產量，生產井大多是幾個油層的混合開采。因此，產出的油來自不同的油層。明確各單油層對合采的貢獻，監測產量隨時間的變化，監測油井生產動態，分層管理油藏，識別是否存在油井竄槽或邊水突進等，對油田具有重要意義。長期以來，氣相色譜壹直被用來分析和解決油氣勘探中的問題。20世紀80年代，雪佛龍石油公司成功開創了油田開發生產的應用領域，利用色譜指紋對比技術確定生產剖面，確定單壹油層的產能貢獻，取得了顯著的效果。
圖6-1原油色譜指紋峰高與化合物含量的關系
不同蒽標準含量的同壹油樣的指紋圖譜比較
使用色譜指紋圖譜計算產量貢獻基於以下兩個基本原則。第壹，原油的色譜峰(指紋)是添加劑(化學原理)。所謂加和性，是指在實驗條件壹致的情況下，原油中某壹指紋峰所代表的化合物含量與其指紋峰高成正比(圖6-1)。假設某壹特定指紋化合物在不同單層原油中的含量不同，且含有該指紋化合物的不同單層原油混合，則混合原油中該指紋峰的峰高應與其在各單層原油中的含量及單層原油的混合比例呈線性關系(圖6-2)。二是單層原油色譜指紋的異同(地質條件)。同時生成的同壹套烴源巖的原油具有相同的運移、聚集過程和成藏演化，其物性和色譜指紋特征相似。但是，由於油氣來自不同的烴源巖，或者是同壹烴源巖在不同時期的產物，或者油氣的運聚過程不同，或者不同儲層中油、水、巖之間的相互作用不同，或者油藏受到水洗氧化、生物降解等不同的蝕變作用，色譜指紋可能會發生變化。
圖6-2混合原油和單層原油色譜指紋特征的比例關系
因此，在壹個生產區塊中，歸類為同壹單層的原油在不同井區的色譜指紋比不同單層的原油更相似，而不同單層的原油在不同井區的色譜指紋比相同單層的原油更不同。這也是我們後面要確定的“單層特征圖”。雖然相似和不同的程度可能很小，但在實際地質條件下總是客觀存在的。
根據物理化學模型(圖6-3)，對於m個單層油混合物，每個單層油樣取n個特征指紋參數，那麽混合油樣中的參數bi就是由n個已知化合物的特征指紋參數組成的指紋體系，因此對應每個特征參數αji存在:
南林凹陷儲層地球化學研究
其中:I代表第I個特征參數；εi代表混合樣本中第I個特征參數的統計誤差；αji是第J層的第I個標準特征參數，是非奇異系數矩陣。Xj是混合樣本中J層的貢獻率(%)。
上面的矩陣表達式是AX=b，即a = [α Ji]是n×m矩陣，b = [Bi]是n階數組。通過參考這兩個矩陣數據庫，即特征指紋參數數據庫A和混合樣本指紋數據庫B，建立單層產量分析的數學模型。
與機械測量、生產測井等傳統方法相比，色譜指紋技術在確定單層產能貢獻方面具有成本低、周轉快、重現性好、可靠性高等優點，且無需關井停產，在油井生產動態監測中應用前景廣闊。
2.基本方法和技術步驟
在分析比較不同原油的指紋圖譜差異時，壹般選擇壹系列強度不同的相鄰色譜峰之間的比值來反映原油組分的含量差異。為了直觀地用圖形表示峰高比的數據，采用極坐標法作圖，每個極軸代表壹組特定的峰高比數據，將數據點連接起來形成壹個星圖，可以清晰地反映原油之間的組成差異或相關性。具體方法、思路和技術步驟如下:
圖6-3原油合采指紋變化圖
1)采集單個單層油樣進行合采，通常是從完井後被封隔器隔離的單個油層中，或者從RFT(重復地層測試)、DST(鉆柱測試)和分層試油中采集；
2)用氣相色譜法分析單層油樣的飽和烴餾分(或總烴組成)，選擇並計算反映不同原油差異的特征指紋參數。這些特征指紋化合物應分布穩定，特征明顯，在同壹層油樣中重現性強，在不同層油樣中差異顯著；
3)用不同比例的單層油制備混合油樣品，進行色譜指紋分析，建立混合油中各單層油的產能分布標準圖，測定合采油的色譜指紋參數，從圖上可以確定各單層油的產能貢獻；
4)建立數學模型和對應圖版的原油混合比分析程序，分析來自油藏的混合油，確定各油層的相對貢獻；
5)如果可以獲得生產數據，根據這些數據對原油混合分析程序進行評價，並對建立的圖表進行檢查和修正。
二、實驗條件和技術
1.實驗條件
所用儀器為島津GC-17A色譜儀，色譜柱為BP-5毛細管柱(25m×0.25mm)，載氣為N2，分流比為1: 9，柱內流速為1mL/min。程序升溫，初始溫度45℃，恒溫65438±0min，然後以4℃/min的速度升至300℃，再恒溫30min。檢測器/進樣器溫度為300℃。
2.色譜重復性試驗
色譜儀運行的穩定性對實驗結果的可靠性至關重要，進而影響單層容量比研究的準確性。同壹油樣的重復性分析是檢驗色譜儀穩定性的有效手段。我們對采集的油樣進行了反復測試。圖6-4為夏32-704井兩次原油色譜分析對比結果，樣品重現性大於98%，證實了該方法的可行性和色譜分析結果的可靠性。
圖6-4夏32-704井原油重復色譜檢測