Métodos gaoquímicos de detección de hidratos de gas natural
La exploración geoquímica de hidratos de gas natural se basa en el análisis de agua de fondo, gas (composición, contenido, isótopos de carbono), agua de poros, sedimentos (características de anomalías de hidrocarburos, luz de pirólisis, espacio de cabeza, solubles en ácido). hidrocarburos) y minerales etiquetados.
(1) Análisis de gases
1. Análisis de composición y contenido de gases de hidrocarburos
Después de que las muestras se transportan al laboratorio, se secan, trituran y de forma natural. y se pesa. Tomar unos 10 g para la hidrólisis ácida. En el proceso de muestreo específico, primero se drena el sistema y la muestra se coloca en un matraz y se calienta en un baño de agua a 40°C. Acidifique la muestra agregando lentamente ácido clorhídrico diluido hasta que ya no se formen burbujas. Este sistema utiliza una solución alcalina para absorber dióxido de carbono. Una vez completada la acidólisis, se extrae una cierta cantidad de gas con una microjeringa y se coloca en un cromatógrafo de gases para probar el contenido de gas de hidrocarburo. El error relativo del análisis es menor. 5. Dado que los niveles de C5 y C6 son extremadamente bajos, en realidad sólo se miden los niveles de C1, C2, C3 y C4.
2. Análisis de isótopos de carbono (δ13C) de hidrocarburos C1-C5
El análisis se realizó mediante cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS), y una columna capilar Proaplot Q ( 25 m) para separación cromatográfica, con una velocidad de aumento de temperatura programada de 50 °C/min. Los gases de hidrocarburos C1-C5 separados pasan a través de una columna de CuO/Pt colocada en un horno eléctrico a 790 °C, donde se oxidan sucesivamente a CO2 y luego ingresan al espectrómetro de masas para el análisis de isótopos. Los resultados de la prueba δ13C se han normalizado en el PDB.
(2) Análisis de agua de poros
1. Análisis de isótopos de oxígeno e hidrógeno del agua de poros
El análisis de isótopos de oxígeno utiliza el método de equilibrio CO2-H2O, es decir, El CO2 compuesto por isótopos sufre una reacción de intercambio isotópico con el agua de los poros a una temperatura determinada. Una vez equilibrado el intercambio de isótopos, se mide la composición de isótopos de oxígeno en el CO2 mediante espectrometría de masas de isótopos gaseosos y el δ18C del agua de los poros. se puede calcular. Utilizando un espectrómetro de masas de isótopos de gas para medir la composición de isótopos de oxígeno del dióxido de carbono, se puede calcular el valor de δ18O del agua de los poros. La precisión analítica es ±0,2‰.
Análisis de isótopos de hidrógeno: 10 μL de H2O reaccionan con zinc metálico a una determinada temperatura y el H2O se reduce a hidrógeno. La composición de isótopos de hidrógeno del hidrógeno se mide con un espectrómetro de masas de isótopos de gas. La precisión del análisis de δD es. ±1‰.
2. Concentración de boro en agua de poro y análisis de isótopos de boro.
Después de que la muestra de agua de poro se diluyó 1:50 con 3 HNO3, se midió la concentración de boro mediante ICP-MS, y cada 10 Se agrega una muestra estándar a la muestra de agua para el fraccionamiento del instrumento y la calibración de masa.
Para determinar la composición de isótopos de boro del agua de los poros, la muestra de agua de los poros se recubrió con alambre de tantalio, se utilizó agua de mar libre de boro como emisor y la muestra se cargó en una masa de ionización térmica superficial. espectrómetro (Finnigan Triton TI), utilice el método de emisión de iones para determinar la relación n(11B)/n(10B). La composición del isótopo de boro se expresa de la siguiente manera: δ11B=103[n(11B)/n(10B) muestra/n. (11B)/n(10B) estándar -1], donde el producto estándar es: borato NBS SRM951, su n(11B)/n(10B)=4,0437±0,0033 y la precisión de la medición es ±0,5‰.
3. Análisis de la relación de isótopos n(87Sr)/n(86Sr) del agua de los poros
Evaporar el agua de los poros hasta sequedad, disolver el material evaporado con HC1, centrifugar y tomar el líquido transparente. , respectivamente, use una columna de cromatografía catiónica para separar y purificar, y use espectrometría de masas de ionización térmica superficial (Finnigan Triton TI) para medir la relación n (87Sr) / n (865r).
4. Análisis de aniones, cationes y oligoelementos del agua de poro
Después de diluir adecuadamente el agua de poro con HNO3 diluido, utilice cromatografía iónica para determinar los aniones y cationes (K, Na, Ca, Mg ) concentración.
Las concentraciones de elementos traza se determinaron utilizando ICP-MS (Finnigan Element II) con una precisión de menos de 10.
(C) Análisis de sedimentos
1. Análisis de los principales elementos del sedimento
Tomar algunas muestras de sedimento y remojarlas dos veces en agua desionizada para eliminar la sal adsorbida. secado a 50 ℃, secado y luego triturado. La muestra en polvo se colocó en un horno a 50 ℃ durante más de 12 horas para eliminar la humedad del aire, luego se calentó a 110 ℃ y se mantuvo durante 6 horas para determinar la pérdida de H2O, y luego se calentó a 1100 ℃ en un horno de ebullición. durante 2 horas para obtener la cantidad de pérdidas por combustión.
Mezcle (0,4) g de la muestra calentada con (4,0) g de borato de litio anhidro, derrítalo a 1150 °C durante 7 minutos para formar perlas de vidrio y luego use un espectrómetro de fluorescencia de rayos X para mida el contenido de las perlas de vidrio Contenido de SiO2, Al2O3, TiO2, Fe2O3, MnO, CaO, MgO, Na2O, K2O y P2O5. El espectrómetro de fluorescencia de rayos X se hizo funcionar con un voltaje de aceleración de 50 kV y una corriente de 50 mA. En cada lote de 11 muestras, primero se midió una muestra estándar para garantizar la precisión y luego se midieron 3 muestras por duplicado para garantizar la precisión.
2. Análisis de elementos traza de sedimentos
Una parte de la muestra de polvo de sedimento del análisis de elementos primarios procesada según el método anterior se puede utilizar para el análisis de elementos traza.
Pese con precisión 100 mg de muestra en un vaso de precipitados de teflón PFA de 7 ml, agregue 3 ml de LHC1 HNO3 (la proporción de volumen es 1:1) durante la noche, luego agregue 4 ml de LHNO3 HF (la proporción de volumen es 1:2) y cubra bien. calentar en una placa caliente a 180 °C o menos durante 12 horas para disolver completamente la muestra y luego evaporar hasta casi sequedad. Agregue una cantidad adecuada de solución Rh como estándar interno. La solución final se diluyó a 1:1000 (relación en masa). Oligoelementos (como Sc, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Cd, Ba, Hf, Pb, Th, U) y elementos de tierras raras mediante ICP-MS para determinación. El error analítico es inferior a 10.
3. Análisis de isótopos de carbono y oxígeno.
A 25°C, la muestra reacciona con ácido fosfórico 100 durante 12 horas, y se determina la composición de isótopos de carbono y oxígeno del gas CO2 generado. se mide en un espectrómetro de masas de isótopos de gas, las precisiones de δ18O y δ13C son mejores que 0,1‰.