油气田水中氢氧同位素分析新技术及应用

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1、第34卷第2期石油寥鲐弛届Vo1．34．No．22012年3月PETRoLEUMGE0L0GY&EXPERIMENTMar．．2012文章编号：1001—6112(2012)02—0199—03油气田水中氢氧同位素分析新技术及应用陶成2，刘文汇，杨华敏，把立强(1．中国科学研究院兰州油气资源研究中心，兰州730000；2．中国石油化工集团公司油气成藏重点实验室，江苏无锡214126)摘要：采用元素仪一同位素质谱计联机装置(EA—IRMS)对油气田水中氢氧同位素组成进行在线分析。样品水在高温(1450℃)裂解炉内与玻璃碳粒反应生成和CO，经过色

2、谱分离，并被载气带入质谱计。根据二者不同的保留时间，设定磁场转换，依次测定氢氧的同位素组成。该方法一次进样即能完成氢氧同位素的测定，效率高、重复性好。将该方法应用于四川盆地天然气田水样的分析，结果显示三叠系须家河组地层水可能存在古代大气降水和海源沉积水的掺和。关键词：氢同位素；氧同位素；油田水；四川盆地中图分类号：TEl35文献标识码：AAnewmethodforanalysisof0andBDinoil—and-gasfieldwateranditsapplicationTaoCheng，LiuWenhui一，YangHuamin，BaLi

3、qiang(1．LanzhouResearchCenterofPetroleumResources，ChineseAcademyofSciences，Lanzhou，Gansu730000，China；2．SinopecKeyLaboratoryofPetroleumAccumulationMechanisms，Wuxi，Jiangsu214126，China)Abstract：Wedescribedanewandsimpleon—linepyrolysismethodfortheanalysisof6Oand6Dinoil—and—gasf

4、ieldwaterbycontinuousflowEA-IRMS．ThesamplewaterwasconvenedintoCOandH2inglassycarbontubewhichwasfilledwithglassycarbongranulesathightemperature(1450。C)．Andthen，COandH2wereseparatedinGCcolumnpriortotransferringintotheionsourceoftheIsotopeRatioMSforsequentialdeterminationofhyd

5、rogenandoxygenisotopesofthesamplebymagnetswitching．Thismethodperformeddualmeasurementsof0and6Dfromasinglesample，andhadhigheficiencyandgoodproductivity．Usingthismethod，wemeasuredsomewatersamplesfromgasfieldsintheSichuanBasin．TheresultsshowedthatthewaterofTriassicXujiaheForma

6、tionwasthemixtureofmarinesedimentaryandancientmeteoricwater．Keywords：hydrogenisotope；oil—and—gasfieldwater；oxygenisotope；SichuanBasin传统水中氢氧同位素分析需要分别进行，其中分对分析结果造成影响。氧同位素通过CO，与水样在恒温条件下进行同位鉴于上述情况，本文采用高温热裂解技术，通素交换平衡后，分析CO，的氧同位素组成ll；而氢过元素仪与同位素质谱计联机装置(EA—IRMS)建同位素分析则更加繁杂，长期沿用热铀或锌

7、金属定立了油气田水氢氧同位素的分析方法，有效避免量还原获得的氢气来测定]，其所用试剂往往具了油气田水中杂质成分的干扰．取得了良好的应有放射性或毒性，前处理过程耗时费力、程序复杂，用效果。且具有明显记忆效应。为避免传统离线分析和样1实验方法品前处理的误差，将在线连续流分析技术与水平衡氢氧同位素分析方法相结合．用于测定水中氢氧同1．1方法原理位素的组成l3]。但该方法用于高有机质含量、高图1所示EA—IRMS系统由高温裂解炉、分子矿化度的油气田水样品时存在明显不足，主要由于筛填充色谱柱、ConFloIV型接口、同位素质谱计组油气田水样的高矿化度会

8、降低水的饱和蒸汽压，影成，其中高温裂解炉内置玻璃碳管，管中填充颗粒响氢同位素交换平衡．而样品中溶解的有机挥发组状玻璃碳。当样品水进入裂解炉后瞬间汽化，在收稿日期：2