沉积岩总有机碳样品处理中溶样时间对分析结果的影响探讨

王 贺

（辽河油田分公司勘探开发研究院，辽宁盘锦 124010）

烃源岩的定性评价是烃源岩评价的重要组成部分。油气是由有机质生成的，因此，岩石中有机质的多少、生烃能力的高低以及向油气转化的程度成为决定烃源岩生烃量大小的主要因素。有机质丰度是指单位质量岩石中有机质的数量。在其他条件相近的前提下，岩石中有机质丰度越高，其生烃能力越高[1]。

衡量岩石中有机质丰度所用的指标主要有总有机碳（TOC）、氯仿沥青“A”、总烃、生烃潜力。总有机碳含量是国内外作为烃源岩有机质丰度评价应用最早，资料积累最多的一项指标，已形成一套较规范的烃源岩评价标准。由于有机碳是以碳元素表示岩石中有机质丰度的一种简便而有效地测试分析项目，长期以来被广泛应用于石油地质勘探。

目前国内的总有机碳测定采用的是中华人民共和国国家标准GB/T 19145-2003《沉积岩中总有机碳的测定》，适用于沉积岩、现代沉积物和煤岩中有机碳的测定[2]。标准中针对溶样环节提到“溶样2 h 以上，至反应完全终止”，并没有提到具体的时间限定。溶样时间的长短对有机碳分析的结果是否存在影响，以及寻找其主要影响因素是本文重点探讨的问题。

1 实验方法及评价标准

按照标准提供的不同的总有机碳（TOC）值范围，选择有代表性且经过充分混合的样品，分为1～7 号样品。以1 号样品为例说明，首先准确称取1 号平行样品20 个，并分为4 组，每一组对应溶样时间为2 h、4 h、6 h、8 h，在相同条件下进行样品前处理。样品处理完毕后，采用LECO 公司生产CS-244 有机碳分析仪进行检测，仪器采用标准物质标定值，观察结果变化。分析结果按照国家标准要求中重复性允许误差范围进行评价。

式中：n1、n2－测试次数。

2 结果分析与讨论

2.1 TOC≤0.5 %样品溶样时间对结果的影响

2.2 0.5 %

表1 TOC≤0.5 %样品不同溶样时间测定值

2.3 1 %

2.4 2 %

2.5 3 %

表2 0.5 %

表3 1 %

表4 2 %

2.6 5 %

2.7 TOC>10 %样品溶样时间对结果影响

3 影响因素分析

有机碳结果主要受两方面因素的影响：（1）某些样品中碳酸盐含量高，溶样时间短对导致无机碳去除不够彻底，从而使有机碳含量增加；（2）由于样品本身的特殊性，样品有机质演化程度较高，含有轻质烃类，在溶样过程中，受到温度的影响发生挥发，从而使有机碳含量减少。因此，开展两方面分析查找影响关键因素。

3.1 矿物影响

样品前处理过程盐酸的加入目的是清除岩石中的碳酸盐。因此，岩石中的碳酸盐是否除净直接影响有机碳的分析结果。针对上述7 种样品开展了碳酸盐含量测定分析。分析结果表明TOC>10 %中只含有微量碳酸盐，相较其余的样品含量很低。证明岩石中的碳酸盐含量高低并不是影响本次研究结果的主要因素。

表5 3 %

表6 5 %

表7 TOC>10 %样品不同溶样时间测定值

表8 比对样品碳酸盐含量测定结果

3.2 样品特殊性影响

对样品的特殊性分析发现，选取的TOC>10 %样品属于致密砂泥岩互层样品[3-9]，与泥岩样品有所区别。因此，针对样品的特殊性开展不同有机碳含量的样品比对分析，其中7#、8#、9#为致密砂泥互层样品，10#为普通泥岩样品。采取之前同样的方法，从分析结果中也可以看到样品特殊性是影响分析结果的主要因素。有机碳含量高的泥岩样品分析结果符合要求，证明有机碳含量的大小不是影响因素（见表9）。

选择的致密砂泥岩互层样品经过比对发现均难以满足检测标准的质量要求。结果表明，样品处理时间越长，总有机碳分析结果越小。分析认为致密砂泥岩互层中有机质进入成熟期后，生成相对较轻的烃类，受热后极易发生挥发，而使总有机碳含量有所损耗。致使在有机碳前期处理中增加了误差，导致有机碳分析结果超出标准允许的范围。

表9 样品特殊性比对实验结果

4 结论

（1）有机碳样品分析前处理按照国家标准的处理时间要求，总体上结果基本符合质量要求。但有机碳溶样过程应考虑样品的特殊性。

（2）有机碳样品处理应在有效除掉无机碳影响的同时应尽量缩短溶样时间，以减少对分析结果的影响，建议尽量控制在2 h。

［1］ 卢双舫，张敏.油气地球化学［M］.北京：石油工业出版社，2008.

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