[发明专利]一种顶空轻烃样品保存系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于油气化探领域的一种顶空轻烃样品保存系统，进一步地说，是涉及一种顶空轻烃样品保存系统及方法。

背景技术

油气化探是以石油和天然气为主要寻找对象的地球化学勘查方法。原生油气在运移和聚集过程中遗留下来的痕迹和生产的影响，使周围的土壤、岩石和地下水等介质中的组分发生显著的变化，造成局部地球化学异常，成为寻找油气的信息，这是油气化探的依据。油气化探是一种多指标的综合测量方法，其中顶空轻烃（顶空气）是油气化探一项非常重要的指标。

顶空轻烃检测的常规流程是：通过样品基质上方的气体成分来测定这些组分在原样品中的含量，即将所取样品快速装入含饱和食盐水的容器,使样品中的顶空轻烃在对应的条件下达到吸附和解吸平衡,根据拉乌尔定律，当气、液（固）相平衡时，各组分的蒸气压与其在液（固）相中的浓度及饱和蒸气压成正比。轻烃及其他易挥发组分蒸气压大，在气相中的浓度远大于液（固）相中的浓度。因此，在密封容器中可以不经任何分离处理，直接抽取顶部空间气体注入气相色谱仪测定，分析其中各轻烃组分的含量。这其中，由于从油气藏上浮的轻烃中甲烷气体占绝对优势，故顶空甲烷气的异常对油藏和气藏均有很好的指示作用。

但由于某些高含有机质的土壤样品，如水稻田、湖底沉积物、沼泽样品等，在长时间的保藏运输过程中，很容易造成厌氧或局部厌氧状态，即便在高盐的条件下，也能给产甲烷菌创造良好的生存条件，从而产生甲烷气体，最终影响油气化探的准确性。虽然稳定性碳同位素技术可以用甲烷的碳同位素特征来有效地判断土壤中甲烷的来源，但对于生物成因天然气藏,来源于气藏的碳同位素较轻的甲烷与地表土壤中碳同位素较重的甲烷混合,会导致土壤中的甲烷碳同位素组成发生很大的变化,造成实测的土壤样品甲烷碳同位素值与油气藏中的甲烷碳同位素严重偏离的现象。此外，一旦在运输和储存阶段产生了后生甲烷气，对后续定量检测和异常判定造成的影响是不可逆的。需要指出的是，除顶空轻烃外，溶解烃等活跃性轻烃指标也会受后生甲烷气的干扰。

鉴于此，很有必要开发一种能够抑制产甲烷活性的顶空轻烃保存方法，以避免后生甲烷气影响测试结果，提高油气化探的特异性和可靠性。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明致力于提供一种顶空轻烃样品保存系统及方法。

本发明所述的一种顶空轻烃样品保存系统及方法，可以用产甲烷抑制剂提高顶空轻烃检测特异性，是在常规油气化探顶空轻烃检测基础上，通过往容器内加入特异性产甲烷抑制剂，以有效地抑制产甲烷活性，从而消除生物产甲烷气的干扰，提高了油气化探检测的特异性和可靠性。本发明目的之一在于提供一种顶空轻烃样品保存系统，该系统包括保存待测样品的容器。所述容器内盛装气液相平衡液，容器瓶口带有密封。

为了确保有一定的顶部空间，其中气液相平衡液占容器的容积不大于85%，优选占所述容器容积为75~85%。

2-溴乙烷磺酸盐（BES）是产甲烷菌所特有的辅酶M的结构类似物，可选择性地抑制所有的产甲烷菌，而其他微生物不受影响。

为了实现抑制甲烷的产生，本发明的保存系统中所述气相平衡液为含有2-溴乙烷磺酸盐的饱和氯化钠（NaCl）溶液。其中，所述2-溴乙烷磺酸盐的在气液相平衡液中的浓度为20-200mM（浓度单位mM是指千分之一摩尔每升，也可表述为mmol/L），优选40-70mM，更优选50mM。

本发明所使用的饱和氯化钠溶液的饱和浓度，是指在常温下的盐的饱和浓度。一般20℃下，氯化钠在100g水中的溶解度是36g。

本发明选用Nacl的饱和水溶液的原因：理论上根据亨利定律，其他饱和盐溶液也可降低气体在平衡液中的溶解度，使土壤中的气体有效地释放到顶部空间内。但顶空气检测一般采用NaCl水溶液，原因一NaCl水溶液可以抑制土壤中的微生物活性避免其释放出气体，干扰检测结果；原因二便于在野外工区购买，随配随用。而为什么一定要为饱和溶液，是根据亨利定律，饱和盐溶液可降低气体在平衡液中的溶解度，使土壤中的气体有效地释放到顶部空间内。