第21卷第6期新疆石油地質(zhì)Vol. 21, No.62000年12月XINJIANG PETROLEUM GEOL0GYDee. 2000文章編號(hào):1001-3873( 2000 )06 -0474- -02巖石熱解分析中離子化干擾對(duì)熱解參數(shù)的影響方孝林I黃曉芳2朱翠山'(1.江漢石油學(xué)院湖北荊州434102;2. 江蘇油田江蘇真武225265 )摘要:在巖石熱解分析中,當(dāng)巖樣堿金屬和堿土金屬離子含量較高時(shí)經(jīng)常發(fā)生離子化干擾的影響。在實(shí)驗(yàn)分析的基礎(chǔ)上,詳細(xì)探討了發(fā)生離子化干擾的原因;并從中找到了-個(gè)簡(jiǎn)便易行的消除離子化干擾方法;指出了消除離子化干擾后如何確定巖石熱解參數(shù)的方法。主題詞:巖石熱解電離;干擾參數(shù)影響中圖法分類號(hào):TE125.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A巖石樣品中含有大量的無(wú)機(jī)金屬離子，這些離子的能量增加,被電離的離子數(shù)目增大，這些離子被氫特別是堿金屬離子和堿土金屬離子在巖石樣品熱解焰檢測(cè)器檢測(cè)的結(jié)果;當(dāng)熱解爐到達(dá)終溫停止加熱分析中常造成離子化干擾。時(shí)離子化停止離子化干擾峰迅速降為零。1離子化干擾存在時(shí)的熱解峰形態(tài)在有離子化干擾存在時(shí)熱解參數(shù)和熱解峰溫度Tm會(huì)明顯受到影響這是因?yàn)殡x子化干擾峰的存在,圖1b是塔里木輪南12井巖石樣品熱解分析時(shí)增大了儀器計(jì)算熱解烴S2峰的峰面積,而使熱解烴離子化干擾的熱解峰形。它的特征是在熱解烴峰(S2S2值增大;同時(shí)由于離子化干擾峰的峰高超過(guò)了熱解峰)后面又出現(xiàn)一個(gè)異常峰。此峰的特點(diǎn)是起峰在烴S2的峰高使熱解峰的峰頂溫度Tms值不反應(yīng)熱解500C左右隨熱解爐溫度升高而升高,當(dāng)熱解爐溫度烴峰的峰頂溫度;巖石樣品的總有機(jī)碳含量是根據(jù)巖升至接近終溫或終溫600%時(shí)此峰迅速降為零。這是石樣品的熱解烴值計(jì)算而得到的,因此表1中所列的因?yàn)殡S著熱解爐溫度的升高,樣品中的微量金屬元總有機(jī)碳含量Cmoc值也是不正確的。素特別是堿金屬元素、堿土金屬元素由于其電離電位低,在得到外界的能量后開(kāi)始電離，且隨外界提供表1離子化干擾時(shí)的熱解 參數(shù)值實(shí)驗(yàn)樣品重量S編號(hào)(mg) (mg/g) (mg/g) (mg/g) (C) (%)16005121.40.023.651.77910.58160190.01 4.283.222870.96電離干擾2消除離子化干擾的方法及熱解參數(shù)值的認(rèn)定32 |由于易電離的元素主要是堿金屬元素和堿土金屬元素,因此在巖石樣品熱解分析時(shí)產(chǎn)生電離干擾16003的鹽類多為由堿金屬和堿土金屬所組成的無(wú)機(jī)鹽類。離子化干擾消除后的b離子化干擾存在時(shí)的它們都易溶于水根據(jù)這個(gè)特點(diǎn),采用將巖石樣品水熱解峰形態(tài)洗消除離子化干擾的方法十分簡(jiǎn)單有效。具體方法如圖1離子化干擾消除后和離子化干擾存在時(shí)的熱解峰形下:第21卷第6期方孝林等巖石熱解分析中離子化干擾對(duì)熱解參數(shù)的影響475.(1)將巖石樣品粉碎至100目/時(shí)過(guò)篩。(3)離子化對(duì)殘余碳S4不產(chǎn)生影響 殘余碳S4(2)將0.5g左右的樣品置于500mL干凈燒杯中,是巖石樣品經(jīng)過(guò)熱解后移到氧化爐中,在600C溫度加入400mL蒸餾水。下恒溫5分種,把樣品中的殘余碳燃燒生成二氧化(3)充分?jǐn)嚢韬箪o置2小時(shí)。碳,由熱導(dǎo)檢測(cè)的無(wú)機(jī)二氧化碳?xì)怏w換算而來(lái)。由于(4 )用定性濾紙過(guò)濾在陰涼通風(fēng)處放置4小時(shí)堿金屬和堿土金屬所組成的無(wú)機(jī)鹽類的氣化溫度大至樣品干燥。大高于600C ,因此離子化干擾對(duì)S,值不產(chǎn)生影響。樣品用上述方法進(jìn)行處理后進(jìn)行熱解分析完全(4)熱解峰溫度T在離子化干擾存在時(shí)可能消除了離子化干擾(圖1a)出現(xiàn)兩種情況①當(dāng)熱解峰的峰高大于離子化干擾峰表2所示是樣品消除離子化干擾后的熱解參數(shù)的峰高時(shí)，離子化干擾對(duì)熱解峰溫度T不產(chǎn)生影值。與消除離子化干擾前的熱解參數(shù)值(表1 )對(duì)比響;②當(dāng)熱解峰的峰高小于離子化干擾峰的峰高時(shí)，可以看出SoS、S2Cme和Tms等熱解參數(shù)的數(shù)值都發(fā)離子化干擾對(duì)熱解峰溫度Tm產(chǎn)生影響,使熱解峰溫生了變化。因此要做到正確運(yùn)用這些參數(shù)必須對(duì)樣度Tmx變大。品消除電離干擾前、后的熱解參數(shù)值進(jìn)行認(rèn)定。綜合上述分析要得到巖石樣品的準(zhǔn)確的熱解參數(shù)值,對(duì)具有離子化干擾的樣品,需要在熱解儀相同表2消除離子化干 擾前后的熱解參數(shù)值的分析條件下進(jìn)行消除離子化干擾前和消除離子化樣品重量S干擾后兩次熱解分析分別得到So前入Su前小Sx前卜實(shí)驗(yàn)編號(hào)(mg) (mg/g) (mg/g) (mg/g) (Crox前入Tmu前和Sx后》Sk后入Sx后入Crox后入Tm(后兩組熱16005121.30.002.341.1378 0.5016019121.70.00 2.691.43380 0.87解參數(shù)。再根據(jù)上面的討論來(lái)認(rèn)定樣品熱解參數(shù)值。應(yīng)該是Sx的xSK前λSx后》因?yàn)镃roc 是通過(guò)公式(1 )計(jì)算出來(lái)的,所以準(zhǔn)確的Cre 要在找出S4后計(jì)算而得(1)離子化對(duì)吸附烴So和溶解烴S,值不產(chǎn)生影到:響So和S所包含的烴類化合物的碳數(shù)范圍分別為Croc的計(jì)算公式為:C--C,和Cx-C3,是樣品中吸附的烴類和可溶解的.S=10xCrox前-0.83x[ Sx前+Sx前j+Sx前)] (1 )烴類,分別在熱解爐中恒溫90C和300C時(shí)蒸發(fā)出來(lái)Crmxc={0.83x[ Sx前+SK前,+Sx后)+S4 }-10(2)的,由于熱解爐的溫度低,還達(dá)不到堿金屬、堿土金屬將上述二式合并,Cmoc的計(jì)算公式簡(jiǎn)化為:鹽類電離的能量。但由于它們的易揮發(fā)性其值隨樣Cru={10xCpo[前-0.83>[ Sx前-Sx后)}10(3)品放置時(shí)間的延長(zhǎng)而減小在用水洗的方法消除離子Tmo:當(dāng)熱解峰的峰高大于離子化干擾峰的峰高化干擾時(shí)樣品需在陰涼通風(fēng)處干燥隨著水分的蒸時(shí)取Tx的)發(fā),一部分氣態(tài)烴、可溶解烴將損失,因此樣品在消當(dāng)熱解峰的峰高小于離子化干擾峰的峰高時(shí)取除離子化干擾后熱解參數(shù)So S,將減小。Tmx后)(2)離子化對(duì)熱解烴S2產(chǎn)生影響 熱解烴是巖表3為經(jīng)過(guò)認(rèn)定和計(jì)算后樣品的So S、S2 Crxe和石樣品中不可溶的干酪根經(jīng)熱裂解所產(chǎn)生的烴類的T的熱解參數(shù)值。數(shù)量，它是熱解爐的溫度從300C升至600C過(guò)程中干酪根裂解烴類經(jīng)氫火焰檢測(cè)器檢測(cè)到的烴類化合表3離子化干擾時(shí)的熱解參數(shù)值物的數(shù)量。由于溫度高,使樣品中堿金屬原子和堿土s。S,Tmm Gme(mg/g) (mg/g) (mg/g) (C) (%)金屬原子發(fā)生電離(電離溫度500C左右),從而產(chǎn)生0.023.651.133780.48離子化干擾峰。由于儀器的計(jì)算機(jī)所計(jì)算是300~0.014.28380 0.60600°C之間樣品中所含干酪根熱裂解所產(chǎn)生的烴類的S2的峰面積,因此在離子化干擾存在的情況下S2 的數(shù)值增大,水洗樣品消除了離子化干擾時(shí),由 于這部總之，在巖石樣品存在離子化干擾的情況下必分烴類是不溶于水的沸點(diǎn)又高,不會(huì)產(chǎn)生氣化損失,須消除離子化干擾,用水洗的方法是-個(gè)十分簡(jiǎn)便而因此，只有當(dāng)樣品消除離子化干擾后,才真正反應(yīng)了又有效的方法。S2值的大小。新疆石油地質(zhì)2000年Fang Xiaolin, Huang Xiaofang, Zhu Cuishan. Infuence of lonization Interference on Pyrolysis Parametersin Rock Pyrolysis. XJPG, 2000, 21(6):474~475Abstracts In rock pyrolysis, when the content of base metals and base earth metals is relatively high, ionizationinterference will frequently occur. On the basis of experimental analysis, the author discusses in detail the cause of ion-ization interference，finds a simple method to eliminate it and presents a method of how to determine the parameters ofrock pyrolysis after eliminating the ionization interference.Subject termsRock，Pyrolysis， lonization, Interference， Parameter, InfluenceFang Xiaolin, Associate Professor, Applied Physics, Jianghan Petroleum Institule, Jinzhou, Hubei 434102 P.R.P.R.China