如何探知页岩中有机碳含量？靠它！

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1.什么是碳硫分析仪

碳硫分析仪是快速准确测定样品中碳硫含量的专用仪器，广泛应用于油气地球化学测试领域。该仪器的测试原理是利用CO2和SO2分别在4.26μm和7.4μm有很强的特征吸收带的特性，根据朗伯-比尔定律将测量的光强转换成混合气体中CO2和SO2的含量，从而确定待测页岩样品中碳和硫的百分含量。

下图为高频红外碳硫分析仪气路示意图(图1)。

图片来源:自然资源部中国地质调查局

氧气以0.18~0.2兆帕的压力送入仪器，通过总氧气阀由净化炉净化干燥，然后分成两路供给仪器:一路通过0 ~ 3L/min流量计调节正常流量后供给顶部氧气，另一路在清洗滤网时通过清洗阀供给除尘；一条通道通过定值装置调节载气，使用定值装置的目的是保持燃烧室中的恒定压力。动力气体一般采用氮气，通过三种方式进入仪表:一种是通过压缩阀压缩排灰管；一路通过自动清洗阀对石英管进行自动清洗装置清洗；通过提升阀进行气缸提升。待测样品通过加热或高频感应在氧气气氛中充分燃烧；产生的混合气体用脱脂棉去除灰尘，用干燥剂去除水分，通过气室入口阀进入硫池，通过0-5 L/min流量计进入碳池，最后通过0-5 L/min流量计确定实际流量，通过气室出口阀排气。这是一个测试碳硫分析仪的简单过程。

2.碳硫分析仪测定页岩中总有机碳含量

碳硫分析仪是新世纪引进的世界领先的高科技分析仪，能够准确测量页岩中总有机碳的含量。测试过程如下:(1)将碳硫分析仪专用瓷坩埚置于马弗炉中，在1000℃高温下煅烧2小时；(2)将页岩样品研磨至粒径小于0.2毫米，称重后放入处理过的坩埚中，加入1摩尔/升盐酸去除样品中的无机碳，然后用蒸馏水洗涤至中性；(3)然后将装有处理过的页岩样品的瓷坩埚放入60-80℃的烘箱中，烘干备用；(4)最后，将页岩样品送至碳硫分析仪进行测试，根据气体吸收的光强得到CO2和SO2含量，将两种气体中的碳元素和硫元素含量除以页岩样品的质量，得到页岩样品中的总有机碳含量。

文:审计专家:沈斌专家研究领域:从事油气地球化学分析研究