[发明专利]一种深层-超深层烃源岩正构烷烃轻质组分及同位素分析系统及方法

说明书

本发明公开了一种深层‑超深层烃源岩正构烷烃轻质组分及同位素分析系统及方法，包括以下步骤：老化5A分子筛色谱柱；热解烃源岩，热解组分逐渐进入到5A分子筛色谱柱，正构烷烃组分被其所吸附，不被吸附组分流出5A分子筛色谱柱并通过分馏平板，再经过空色谱柱或弱极性色谱柱流出；然后开启色谱柱柱箱的程序升温，5A分子筛色谱柱和HP‑5或DB‑5色谱柱随之升温，吸附在5A分子筛色谱柱上的正构烷烃组分会从小分子到大分子开始解析，通过分馏平板，然后经过HP‑5或DB‑5色谱柱再次进行分离，最后通过质谱检测器进行组分或单体同位素检测。本发明不仅得到了C₁₃以前轻烃组分的正构烷烃单体碳碳同位素值，而且得到了比索氏提取链长更长的正构烷烃组分及其同位素值。

技术领域

本发明涉及化学分析技术领域，特别是涉及一种深层-超深层烃源岩正构烷烃轻质组分及同位素分析系统及方法。

背景技术

轻烃馏分不仅是原油而且也是烃源岩非常重要的组成部分，其生物标志物参数可以反映母质来源，沉积环境，有机质类型、成熟度和油气运移等方面的信息，深层-超深层烃源岩经过长期热改造，常规判识其油源关系的生标指数均已达到平衡，失去其判识意义。但其轻烃参数还仍具有一定的指示意义，如：如庚烷值、石蜡烃指数、金刚烷指数及轻烃同位素参数等地球化学指标。

通常烃源岩热解产物C₁-C₇组分相对简单，可是C₈之后的化合物异构体数量急剧增加且结构复杂，同时芳烃数量增加更快，使得色谱峰部分或全部重叠(如图1所示)，即饱和烃、芳烃及菲烃组分混合在一起，出现共流出现象，一个色谱峰常常是两个或多个峰叠加在一起的重叠峰，如图1中的色谱峰“T”与峰“1”；峰“2”与峰“3”；峰“EB”与峰“4”均形成部分重叠，虽然对组分的定性分析影响不大，但各组分的定量及单体碳同位素值均存在很大的误差，从而影响信息的准确性。

这样由于分析手段的局限性使得C₈-C₁₃馏分化合物一直未得到足够的重视；另一方面由于烃源岩有机组分提取手段的的限制，使得烃源岩抽提物中C₁₃以下的组分几乎损失殆尽，多重原因导致该馏分一直是油气地球化学领域的空白，尤其是烃源岩的轻烃同位素研究。

目前常规的分析烃源岩烷烃组分及单体碳同位素的方法是离线分步进行的，首先是对烃源岩进行索氏提取，再对提取组分进行柱色层分离，然后再经过5A分子筛或尿素络合，这种方法由于在索氏提取过程中，轻质组分完全挥发而损失殆尽，只能得到C₁₃及以上组分及单体碳同位素，而无法得到C₁₃以下轻烃组分及单体碳同位素。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中烃源岩分析中存在的问题，而提供一种深层-超深层烃源岩正构烷烃轻质组分及同位素分析系统。

本发明的另一方面，是提供一种深层-超深层烃源岩正构烷烃轻质组分及同位素分析方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种深层-超深层烃源岩正构烷烃轻质组分及同位素分析系统，包括烃源岩热解装置和色谱柱柱箱，所述色谱柱柱箱设有程序升温系统，其中：

所述色谱柱柱箱内设有5A分子筛色谱柱、分馏平板、第一色谱柱和第二色谱柱，所述烃源岩热解装置与所述5A分子筛色谱柱的进样口相连通，所述5A分子筛色谱柱的出样口与所述分馏平板的进样口相连通，所述分馏平板的第一出口通过第一管道与所述第一色谱柱相连通，所述分馏平板的第二出口通过第二管道与所述第二色谱柱相连通，所述第一出口上装配第一阀门，所述第二出口上装配第二阀门；

所述第一色谱柱为空色谱柱或弱极性色谱柱，所述第二色谱柱为HP-5或DB-5色谱柱；

所述第二色谱柱的出样口连接质谱检测器。