[发明专利]一种用于碳酸盐岩的碳氧同位素检测系统及检测方法

说明书

本发明涉及一种用于碳酸盐岩的碳氧同位素检测系统，包括：红外激光熔样装置、纯化富集装置以及分离检测装置；所述红外激光熔样装置包括红外激光器和样品室，所述样品室两端连接有可以流通气体的管线，其中一端与所述纯化富集装置中的除水装置连接，另一端连接载气进口；所述纯化富集装置包括依次通过管线连接的除水装置、一次富集二氧化碳装置、气路转换装置、二次富集纯化二氧化碳装置，所述二次富集纯化二氧化碳装置与所述分离检测装置中的分离装置连接，所述分离检测装置包括依次通过管线连接的分离装置和检测装置。本发明还提供了一种碳氧同位素检测方法，使用本发明检测系统检测精度高，速度快且适用于极微量样品的检测。

技术领域

本发明属于油气成藏地质勘探领域，涉及一种碳氧同位素检测系统及检测方法，更具体地涉及一种用于碳酸盐岩的碳氧同位素检测系统及检测方法。

背景技术

在油气成藏研究中，流体(油气)-岩石相互作用复杂，地质工作者通常对不同期次形成的碳酸岩胶结物(包括白云石晶体、方解石晶体等)进行碳氧同位素分析，来研究碳酸盐岩储层的孔隙成因机理及成岩环境。然而，由于胶结物在成岩过程中往往叠加共生混和，而许多结构组分及矿物晶体脉，其空间分辨率通常<500μm，采用常规全岩样粉碎磷酸法测量整个样品往往会混入其他不相关组份，不能提供准确的地质信息，必须对“晶体”进行“微区”分析。

早期P.Dennis(1979)研制出显微钻具来钻取这些微量样品，进入了碳氧同位素分析的“微区”时代，但仍然难以保证较存的样品来源，且操作复杂费时。80年代中期Jones(1986)提出用高能量的激光束来代替显微钻具，它具有“高空间分辨率、微区原位”的特点，此后国外学者进行了大量的激光显微取样碳氧稳定同位素分析方法研究及改造，取得了一系列成果，认为标准物质在激光取样尺度下存在一定的不均匀性，碳没有明显的分馏，所获得的数据与全岩磷酸法基本接近，而氧同位素会发生分馏作用，由于激光热作用时，3个O原子只有2个转化成了CO₂，剩余的O残留在CaO中。因此必须对所测得的O数据做一个校正。

虽然激光显微同位素分析技术问世多年，但实验室分析的数据其重现性(精确度)都大大低于全岩磷酸法分析的结果，尤其是氧同位素值。

近年来有专利公开了一种碳酸盐岩的碳氧同位素的测量装置及测量方法(CN201410854514.3)，发明者采用紫外激光器测量碳氧同位素。装置包括：紫外激光剥蚀器和碳氧同位素测量器；紫外激光剥蚀器包括紫外激光器和碳酸盐样品池；紫外激光器设置在碳酸盐样品池上方，碳酸盐样品池设置有氦气进口和氦气出口，氦气出口管上设置有球形磨砂接头，石英滤膜设置在球形磨砂接头中间；碳氧同位素测量器包括依次连接的：自动进样器、去水阱A、八通阀、色谱柱、去水阱B、开口分流和质谱仪。方法包括：经紫外激光器剥蚀后的碳酸盐样品送入碳氧同位素测量器，采用磷酸酸解法测量碳氧同位素。该发明克服了红外激光探针碳酸盐微区原位碳、氧同位素分析方法中难以准确校正的同位素分馏的问题，提高了分析结果的精度和准确度。但是针对我们地质样品和实际情况，该发明存在以下问题：1、利用高端的UP213紫外激光器，购置成本远远大于红外激光器，再者激光剥蚀产生的是气溶胶颗粒，在管线中产生一定地记忆效应，可能影响下次同位素分析结果。2、最终采取传统的酸解化学反应，化学反应及平衡过程耗费了较长地时间。3、不能满足储层极微量样品矿物的检测需求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种用于碳酸盐岩的碳氧同位素检测系统，所述检测系统简便快捷，提高了检测碳氧同位素的准确度和精度且自动化程度更高。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于碳酸盐岩的碳氧同位素检测系统，包括：

激光熔样装置、纯化富集装置以及分离检测装置，其中所述激光熔样装置为红外激光显微熔样装置。