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要：对液相色谱法、高效液相色谱(HPLC)法加以介绍；从油藏地球化学勘探、油气化学组成分析、油气源对比和烃源岩评价等方面，对高效液相色谱法在油气地质中的应用现状加以阐述；讨论高效液相色谱法在油气地质应用上的尚存不足及未来发展动向。
关键词：液相色谱法 高效液相色谱法 油气地质 应用现状
中图分类号：TE31 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）003-052-02
1 液相色谱法、高效液相色谱(HPLC)法简介
1.1 液相色谱法、高效液相色谱的由来
经典的液相色谱，是历史最为悠久的色谱技术。60年代后期，气相色谱塔板理论、高压输液泵、高效固定相、高灵敏度检测器技术被成功地运用于液相色谱技术，使其实现了分析速度快、分离效率高以及操作自动化，发展成为了高效液相色谱技术。
1.2 液相色谱法、高效液相色谱、气相色谱法的对比
经典液相色谱法使用粗粒多孔固定相，装填在大口径、长玻璃柱管内，流动相仅靠重力流经色谱柱，溶质在固定相的传质、扩散速度缓慢，柱入口压力低，柱效低，分析时间冗长。
HPLC采用了装填于口径小、长度短的不锈钢柱内的全多孔微粒固定相。流动相在通过高压输液泵后，进入高柱压的色谱柱，从而使溶解在固定相的传质具有更大的扩散速度，使得整个分析过程具备高柱效和高分离能力。其适合于分析那些用气相色谱难以分析的物质，如挥发性差、极性强、具有生物活性、热稳定性差的物质。
1.3 高效液相色谱的分类、特点
据分离机制的不同，HPLC可分为分配色谱、吸附色谱、离子交换色谱、凝胶色谱等。
高效液相色谱具有以下突出的特点：
高压：高效液相色谱的流动相为被称为载体的液体，对色谱柱内的载液施加高压，可确保其克服较大阻力而顺利流过。
高速：高效液相色谱采用高压，其中的载液流速较快。
高效：相对经典液相色谱而言，高效液相色谱具有高效性。据统计，高效液相色谱法的柱效可达3万塔板/m以上。
高灵敏度：高效液相色谱采用的检测器，最小检测量可达0.001ug。
2 高效液相色谱法在油气地质中的应用现状
2.1 在油藏地球化学勘探上的应用
地球化学于1933年被列入油气勘探行业，至今化探方法已有了长足的发展。化探分析要求勘探速度快、勘探成本低、数据采集、处理误差小。而HPLC则完全具有高速、高效，高灵敏度这些特点。目前，在油气化探中，不少国内外工作者利用HPLC技术，不经萃取分离而对地质样品中的微量芳香化合物进行直接测定，并收到了较好效果。
利用液相色谱分析技术，对油页岩、含油砂岩、现代沉积进行测定，对比其液相色谱图，可知：极性芳香化合物在油页岩中含量丰富，在含油砂岩中含量贫瘠。芳烃物质的丰度决定着砂岩的含油性。现代沉积中的含水砂岩，芳烃物质丰度较低，几乎不具有含油性。图为油页岩、含油砂岩、现代沉积的液相色谱图。
另外，储层之上拥有力度较好、封闭性较好的盖层进行封闭(比如粘土、泥灰岩、页岩、盐岩) 是油气藏形成的必要要素之一。一般情况下，由于芳烃化合物的分子直径大，好的盖层能够对其运移起到良好的阻隔作用。所以，对上覆地层中芳烃化合物进行丰度测定，可以反映出盖层封闭性能力的高低。从这一角度而言，利用HPLC分析地质样品中芳香化合物的分子信息，可较好地进一步探讨油气化勘探中常见的一些基本问题，这对油气勘探工作无疑具有重要意义。
.2 在油气化学组成分析上的应用
石油中，含有许多热稳定性差、相对分子质量大、难以挥发而极性不同的生物性标识化合物，如芳香化合物、甾萜烷、卟啉等。生物标识化合物是由C、H和其他元素组成的复杂而特殊结构的有机化合物，其来源于原始生物母质，记录有特殊分子结构信息。利用高效液相色谱法对该类有机物进行测定分析，可有助于了解油气的化学组成。
2.3 在油气源对比上的应用
油气源对比的实质为运用有机地球化学的基本原理，合理选择对比参数来研究油气和源岩的各自特殊性，以分析彼此亲缘关系。其中指纹对比法，是常用的方法之一。
指纹对比法，具体是分别把油气和可能烃源岩相关的轻烃色谱图、原油饱和烃色谱图、甾烷和萜烷的色谱图等，直接进行指纹对比。而高效液相色谱分析技术通过高效液相色谱仪等，可对该类化学指纹进行相关研究。原油的物理性质与化学组成信息和人的指纹一样具有与生俱来的唯一性，这些独一无二的特征被称为“油指纹”。利用高效液相色谱技术，通过高效液相色谱仪等可对不同油种的化学指纹进行相关研究，对鉴别油种具有十分重要的意义。在开发过程中可以快速判断溢油点，也能为打击原油走私、偷运提供最直接的证据。
2.4 在烃源岩评价上的应用
烃源岩是控制油气藏形成与分布的关键性因素之一。确定有效烃源岩是含油气系统的基础。烃源岩评价主体上包括两大方面：烃源岩的地球化学特征评价和烃源岩的生烃能力评价。
烃源岩的地球化学特征评价主要是评价有机质的丰度、类型和成熟度。烃源岩的生烃能力评价主要是评价生烃强度、生烃量和排烃强度等。利用高效液相色普法测定氯仿沥青“A”和总经含量，可反映有机质的丰度。目前测定岩石样品中微量元素的两种HPLC技术以前已经开展，表明高效液相色谱法可用以对烃源岩的微量元素等加以分析。有机质成熟度由低到高，其有机物成分将相应发生规律性变化，如随有机质成熟度增加，CPI、OEP、R29的数值越来越接近于1，并趋于稳定。用高效液相色谱法对不同演化阶段的有机质进行色谱分析对比，据其色谱差异，可反映有机质的成熟度或干酪根的类型，据此进一步可对烃源岩的生烃能力进行一定程度上的评价。
3 高效液相色谱法在油气地质上应用的尚存不足
3.1 柱外效应
在从进样到检测器之间，除了柱子以外的任何死空间中，例如进样器、柱接头、连接管和检测池等，如果流动相的流型有变化，被分离物质的任何扩散和滞留都会显著地导致色谱峰的加宽，柱效率降低。 3.2 成本高、易污染、部分过程复杂
HPLC的流动相为多种溶剂，目前对这些溶剂进行分析时所需成本相对气相色谱法而言较高，且存在一定的环境污染。另外，HPLC的梯度洗脱操作过程，明显复杂于气相色谱。
3.3 通用型检测器匮乏
目前，适用于气相色谱法的通用型检测器已较为普及，而HPLC则依旧缺少相应的通用型检测器。但值得一提的是，近年来蒸发激光散射检测器的应用越来越多，有望发展成为适用于HPLC的一种通用型检测器。
3.4 其它不足
对于沸程多样、组成复杂的石油产品，目前必需用毛细管气相色谱法进行分析。HPLC因其高压性特点，也不能代替中、低压柱色谱法，用于分析高压易变质、失活的具有生物活性的生化样品。
4 HPLC应用于油气地质的发展趋向
4.1 提高分析、分离效率
将HPLC检测仪器和分析方法先进化，调节改变流动相、固定相，引用梯度洗脱柱切换技术可以提高分析、分离效率。梯度洗脱的HPLC，可改变流动相浓度，相比于等度洗脱的HPLC，能够分析更宽极性范围的样品。另外，多柱高效液相色谱法，即多维高效液相色谱法，不仅可以改变固定相种类、键合度、粒柱径、柱长等，还可以改变流动相种类和浓度等。
4.2 进一步发展联用技术、自动化、智能化
进一步发展联用技术、走向自动化、智能化，是高效液相色谱法在油气地质上应用的重要发展动向。目前，HPLC已实现与质谱或核磁共振联用，在解决复杂组成物质的结构分析中，成为强有力的工具。另外，不久前提出的智能多柱高效液相色谱系统，实现了智能化控制。该系统采用切换技术的模块式分离性能，自动把样品分块地切换进不同性质的色谱柱后，再用合适的流动相加以自动洗脱。
4.3 多维液相色谱技术的发展
为解决日益复杂的分析任务，在HPLC中迅速发展了全二维液相色谱技术，如阳离子交换色谱和反相液相色谱联用已在蛋白质组学研究中发挥了重要作用。该项技术也有望运用到油气地质方面。
5 结论
在气相色谱和液相色谱的基础之上兴起以后，高效液相色谱，发展十分迅猛，目前，其已普及到各科科学领域，应用十分广泛。在油气地质方面，利用该项技术，可加大对油气藏的地化勘探力度，对油气化学组成进行深层次分析，并能进行油气源对比和烃源岩评价。但我们也要积极地发现将HPLC应用于油气地质领域时尚存的不足之处，从而进一步优化其结构和操作流程，让其更好地服务于油气地质工作。
回收”与“不可回收”两个斗格，分别以绿色和蓝色标示明显区分。要与所安放的环境相协调，要在人流集中地带放置，符合大多数人的行为习惯，这要在设计、安放前期做好市场调研。
(2)艺术性。这是从美学的角度去考虑，垃圾桶的设计要美观、得体，要在张扬和呆板间把持分寸。在商业街，垃圾桶要根据街景特色做设计，融入时尚的元素，造型也要潮流有范，缩短人们的心理距离。
(3)科学性。这就是要求垃圾桶的材料耐酸耐碱等化学成分的腐蚀，同时要做密闭性、透气性的设计，这就是要考虑到垃圾防止大风吹散和密闭起来细菌滋生而造成二次污染。
垃圾桶的设计在未来要更多地以人为本、因地制宜，既要注重环境的美观，又要注重它们的使用效率，让设计擦亮城市的形象名片。
2.3 环保公厕设计
环保公厕作为城市各个主要街道“应急”的环保设备，既要以人为本又要符合市政要求，本文就公厕的设计提几点建议：
(1)公共原则。在放置公厕要考虑地点、距离、环境的等因素，符合人们的活动习惯，在人流聚集区稍隐秘的地方设置，但是要有明显的导引标志，同时也要强调功能的公共性原则，根据性别、性质的不同设计男女、儿童及残疾者的便池、厕间，保证功能的公共性。
(2)多样性原则。对于男厕：小便池要采用壁挂式，有效防止尿液外滴，高度一般在60-65cm，应设置儿童小便池；小便池间隔应大于80-85cm，间隔应用板材隔开；并在每个小便池与人齐眉的地方张贴“往前一小步，文明一大步”等字样；最好采用自动式冲水，并在小便池侧上方设计横隔板及挂钩以便使用者放置物品。对于女厕：女厕的设计要强调私密性，厕间与厕间之间的隔板最好是无缝的；便池的落脚地板要采用防滑处理，并高出地面1cm左右；厕间要设计放置物品的横板和挂钩；纸篓采用脚踩式垃圾桶，以防止污染物扩散；要设计有明亮的灯具和玻璃，以供整理形象；最好增加婴幼儿座椅，增加厕所的亲子功能。对于下肢残疾者公厕：厕门要大于90cm，在小便池两侧要设计防滑手扶杆；地面做防滑处理，最好采用整砖防止藏污纳垢，不能设计台阶；厕间门最好使用推拉门；设计有急救铃按钮，以便出现状况时迅速救援。
(3)取材环保。环保公厕使用的所有材料都要是环保、可回收的材料，还要考虑选用耐磨、耐潮的材料。通风与保温设计也很很重要，防止细菌滋生，另外作者建议尽量采用蹲便池，也是出于防止疾病传染考虑。最后要配备节能环保水电设施和应急设备。
3 总结
环保事业是城市化进程中重要和难以解决的事情，环保节能设备的发展状况是一个城市发展的形象标尺，良好的环保设备在城市中运用有利于改善人与社会的关系，有助于人与人、人与环境的和谐共处，这也是脚踏实地的落实可持续发展观重要保证。
关键词：液相色谱法 高效液相色谱法 油气地质 应用现状
中图分类号：TE31 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）003-052-02
1 液相色谱法、高效液相色谱(HPLC)法简介
1.1 液相色谱法、高效液相色谱的由来
经典的液相色谱，是历史最为悠久的色谱技术。60年代后期，气相色谱塔板理论、高压输液泵、高效固定相、高灵敏度检测器技术被成功地运用于液相色谱技术，使其实现了分析速度快、分离效率高以及操作自动化，发展成为了高效液相色谱技术。
1.2 液相色谱法、高效液相色谱、气相色谱法的对比
经典液相色谱法使用粗粒多孔固定相，装填在大口径、长玻璃柱管内，流动相仅靠重力流经色谱柱，溶质在固定相的传质、扩散速度缓慢，柱入口压力低，柱效低，分析时间冗长。
HPLC采用了装填于口径小、长度短的不锈钢柱内的全多孔微粒固定相。流动相在通过高压输液泵后，进入高柱压的色谱柱，从而使溶解在固定相的传质具有更大的扩散速度，使得整个分析过程具备高柱效和高分离能力。其适合于分析那些用气相色谱难以分析的物质，如挥发性差、极性强、具有生物活性、热稳定性差的物质。
1.3 高效液相色谱的分类、特点
据分离机制的不同，HPLC可分为分配色谱、吸附色谱、离子交换色谱、凝胶色谱等。
高效液相色谱具有以下突出的特点：
高压：高效液相色谱的流动相为被称为载体的液体，对色谱柱内的载液施加高压，可确保其克服较大阻力而顺利流过。
高速：高效液相色谱采用高压，其中的载液流速较快。
高效：相对经典液相色谱而言，高效液相色谱具有高效性。据统计，高效液相色谱法的柱效可达3万塔板/m以上。
高灵敏度：高效液相色谱采用的检测器，最小检测量可达0.001ug。
2 高效液相色谱法在油气地质中的应用现状
2.1 在油藏地球化学勘探上的应用
地球化学于1933年被列入油气勘探行业，至今化探方法已有了长足的发展。化探分析要求勘探速度快、勘探成本低、数据采集、处理误差小。而HPLC则完全具有高速、高效，高灵敏度这些特点。目前，在油气化探中，不少国内外工作者利用HPLC技术，不经萃取分离而对地质样品中的微量芳香化合物进行直接测定，并收到了较好效果。
利用液相色谱分析技术，对油页岩、含油砂岩、现代沉积进行测定，对比其液相色谱图，可知：极性芳香化合物在油页岩中含量丰富，在含油砂岩中含量贫瘠。芳烃物质的丰度决定着砂岩的含油性。现代沉积中的含水砂岩，芳烃物质丰度较低，几乎不具有含油性。图为油页岩、含油砂岩、现代沉积的液相色谱图。
另外，储层之上拥有力度较好、封闭性较好的盖层进行封闭(比如粘土、泥灰岩、页岩、盐岩) 是油气藏形成的必要要素之一。一般情况下，由于芳烃化合物的分子直径大，好的盖层能够对其运移起到良好的阻隔作用。所以，对上覆地层中芳烃化合物进行丰度测定，可以反映出盖层封闭性能力的高低。从这一角度而言，利用HPLC分析地质样品中芳香化合物的分子信息，可较好地进一步探讨油气化勘探中常见的一些基本问题，这对油气勘探工作无疑具有重要意义。
.2 在油气化学组成分析上的应用
石油中，含有许多热稳定性差、相对分子质量大、难以挥发而极性不同的生物性标识化合物，如芳香化合物、甾萜烷、卟啉等。生物标识化合物是由C、H和其他元素组成的复杂而特殊结构的有机化合物，其来源于原始生物母质，记录有特殊分子结构信息。利用高效液相色谱法对该类有机物进行测定分析，可有助于了解油气的化学组成。
2.3 在油气源对比上的应用
油气源对比的实质为运用有机地球化学的基本原理，合理选择对比参数来研究油气和源岩的各自特殊性，以分析彼此亲缘关系。其中指纹对比法，是常用的方法之一。
指纹对比法，具体是分别把油气和可能烃源岩相关的轻烃色谱图、原油饱和烃色谱图、甾烷和萜烷的色谱图等，直接进行指纹对比。而高效液相色谱分析技术通过高效液相色谱仪等，可对该类化学指纹进行相关研究。原油的物理性质与化学组成信息和人的指纹一样具有与生俱来的唯一性，这些独一无二的特征被称为“油指纹”。利用高效液相色谱技术，通过高效液相色谱仪等可对不同油种的化学指纹进行相关研究，对鉴别油种具有十分重要的意义。在开发过程中可以快速判断溢油点，也能为打击原油走私、偷运提供最直接的证据。
2.4 在烃源岩评价上的应用
烃源岩是控制油气藏形成与分布的关键性因素之一。确定有效烃源岩是含油气系统的基础。烃源岩评价主体上包括两大方面：烃源岩的地球化学特征评价和烃源岩的生烃能力评价。
烃源岩的地球化学特征评价主要是评价有机质的丰度、类型和成熟度。烃源岩的生烃能力评价主要是评价生烃强度、生烃量和排烃强度等。利用高效液相色普法测定氯仿沥青“A”和总经含量，可反映有机质的丰度。目前测定岩石样品中微量元素的两种HPLC技术以前已经开展，表明高效液相色谱法可用以对烃源岩的微量元素等加以分析。有机质成熟度由低到高，其有机物成分将相应发生规律性变化，如随有机质成熟度增加，CPI、OEP、R29的数值越来越接近于1，并趋于稳定。用高效液相色谱法对不同演化阶段的有机质进行色谱分析对比，据其色谱差异，可反映有机质的成熟度或干酪根的类型，据此进一步可对烃源岩的生烃能力进行一定程度上的评价。
3 高效液相色谱法在油气地质上应用的尚存不足
3.1 柱外效应
在从进样到检测器之间，除了柱子以外的任何死空间中，例如进样器、柱接头、连接管和检测池等，如果流动相的流型有变化，被分离物质的任何扩散和滞留都会显著地导致色谱峰的加宽，柱效率降低。 3.2 成本高、易污染、部分过程复杂
HPLC的流动相为多种溶剂，目前对这些溶剂进行分析时所需成本相对气相色谱法而言较高，且存在一定的环境污染。另外，HPLC的梯度洗脱操作过程，明显复杂于气相色谱。
3.3 通用型检测器匮乏
目前，适用于气相色谱法的通用型检测器已较为普及，而HPLC则依旧缺少相应的通用型检测器。但值得一提的是，近年来蒸发激光散射检测器的应用越来越多，有望发展成为适用于HPLC的一种通用型检测器。
3.4 其它不足
对于沸程多样、组成复杂的石油产品，目前必需用毛细管气相色谱法进行分析。HPLC因其高压性特点，也不能代替中、低压柱色谱法，用于分析高压易变质、失活的具有生物活性的生化样品。
4 HPLC应用于油气地质的发展趋向
4.1 提高分析、分离效率
将HPLC检测仪器和分析方法先进化，调节改变流动相、固定相，引用梯度洗脱柱切换技术可以提高分析、分离效率。梯度洗脱的HPLC，可改变流动相浓度，相比于等度洗脱的HPLC，能够分析更宽极性范围的样品。另外，多柱高效液相色谱法，即多维高效液相色谱法，不仅可以改变固定相种类、键合度、粒柱径、柱长等，还可以改变流动相种类和浓度等。
4.2 进一步发展联用技术、自动化、智能化
进一步发展联用技术、走向自动化、智能化，是高效液相色谱法在油气地质上应用的重要发展动向。目前，HPLC已实现与质谱或核磁共振联用，在解决复杂组成物质的结构分析中，成为强有力的工具。另外，不久前提出的智能多柱高效液相色谱系统，实现了智能化控制。该系统采用切换技术的模块式分离性能，自动把样品分块地切换进不同性质的色谱柱后，再用合适的流动相加以自动洗脱。
4.3 多维液相色谱技术的发展
为解决日益复杂的分析任务，在HPLC中迅速发展了全二维液相色谱技术，如阳离子交换色谱和反相液相色谱联用已在蛋白质组学研究中发挥了重要作用。该项技术也有望运用到油气地质方面。
5 结论
在气相色谱和液相色谱的基础之上兴起以后，高效液相色谱，发展十分迅猛，目前，其已普及到各科科学领域，应用十分广泛。在油气地质方面，利用该项技术，可加大对油气藏的地化勘探力度，对油气化学组成进行深层次分析，并能进行油气源对比和烃源岩评价。但我们也要积极地发现将HPLC应用于油气地质领域时尚存的不足之处，从而进一步优化其结构和操作流程，让其更好地服务于油气地质工作。
回收”与“不可回收”两个斗格，分别以绿色和蓝色标示明显区分。要与所安放的环境相协调，要在人流集中地带放置，符合大多数人的行为习惯，这要在设计、安放前期做好市场调研。
(2)艺术性。这是从美学的角度去考虑，垃圾桶的设计要美观、得体，要在张扬和呆板间把持分寸。在商业街，垃圾桶要根据街景特色做设计，融入时尚的元素，造型也要潮流有范，缩短人们的心理距离。
(3)科学性。这就是要求垃圾桶的材料耐酸耐碱等化学成分的腐蚀，同时要做密闭性、透气性的设计，这就是要考虑到垃圾防止大风吹散和密闭起来细菌滋生而造成二次污染。
垃圾桶的设计在未来要更多地以人为本、因地制宜，既要注重环境的美观，又要注重它们的使用效率，让设计擦亮城市的形象名片。
2.3 环保公厕设计
环保公厕作为城市各个主要街道“应急”的环保设备，既要以人为本又要符合市政要求，本文就公厕的设计提几点建议：
(1)公共原则。在放置公厕要考虑地点、距离、环境的等因素，符合人们的活动习惯，在人流聚集区稍隐秘的地方设置，但是要有明显的导引标志，同时也要强调功能的公共性原则，根据性别、性质的不同设计男女、儿童及残疾者的便池、厕间，保证功能的公共性。
(2)多样性原则。对于男厕：小便池要采用壁挂式，有效防止尿液外滴，高度一般在60-65cm，应设置儿童小便池；小便池间隔应大于80-85cm，间隔应用板材隔开；并在每个小便池与人齐眉的地方张贴“往前一小步，文明一大步”等字样；最好采用自动式冲水，并在小便池侧上方设计横隔板及挂钩以便使用者放置物品。对于女厕：女厕的设计要强调私密性，厕间与厕间之间的隔板最好是无缝的；便池的落脚地板要采用防滑处理，并高出地面1cm左右；厕间要设计放置物品的横板和挂钩；纸篓采用脚踩式垃圾桶，以防止污染物扩散；要设计有明亮的灯具和玻璃，以供整理形象；最好增加婴幼儿座椅，增加厕所的亲子功能。对于下肢残疾者公厕：厕门要大于90cm，在小便池两侧要设计防滑手扶杆；地面做防滑处理，最好采用整砖防止藏污纳垢，不能设计台阶；厕间门最好使用推拉门；设计有急救铃按钮，以便出现状况时迅速救援。
(3)取材环保。环保公厕使用的所有材料都要是环保、可回收的材料，还要考虑选用耐磨、耐潮的材料。通风与保温设计也很很重要，防止细菌滋生，另外作者建议尽量采用蹲便池，也是出于防止疾病传染考虑。最后要配备节能环保水电设施和应急设备。
3 总结
环保事业是城市化进程中重要和难以解决的事情，环保节能设备的发展状况是一个城市发展的形象标尺，良好的环保设备在城市中运用有利于改善人与社会的关系，有助于人与人、人与环境的和谐共处，这也是脚踏实地的落实可持续发展观重要保证。