巖石熱解儀是一種廣泛應(yīng)用于石油地質(zhì)、地球化學(xué)和環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的分析儀器，主要用于評(píng)估巖石中有機(jī)質(zhì)的含量、類型及成熟度。該技術(shù)通過加熱巖石樣品并檢測釋放的烴類氣體，為油氣勘探、頁巖氣評(píng)價(jià)及沉積環(huán)境研究提供重要數(shù)據(jù)。

 

　　2.工作原理

 

　　巖石熱解儀的核心原理是通過程序升溫加熱巖石樣品，使其中的有機(jī)質(zhì)在不同溫度階段裂解并釋放出烴類氣體，再通過檢測器定量分析這些氣體的含量。其工作過程主要分為以下幾個(gè)步驟：

 

　　（1）樣品制備

 

　　待測巖石樣品需粉碎至一定粒度（通常為100目左右），以確保加熱過程中有機(jī)質(zhì)能夠充分裂解。

 

　　（2）熱解階段（Pyrolysis）

 

　　樣品在惰性氣體（如氮?dú)猓┉h(huán)境下被加熱，通常分為兩個(gè)主要階段：

 

　　-低溫?zé)峤猓?00–350°C）：檢測游離烴（S1峰），即樣品中已存在的可揮發(fā)烴類。

 

　　-高溫?zé)峤猓?50–600°C）：使干酪根（不溶有機(jī)質(zhì)）裂解生成烴類（S2峰），并檢測其最大產(chǎn)烴量。

 

　　（3）氧化階段（Oxidation）

 

　　在600°C以上，通入氧氣使殘余有機(jī)質(zhì)燃燒，生成CO?（S3峰），用于計(jì)算有機(jī)碳含量（TOC）。

 

　　（4）數(shù)據(jù)檢測與分析

 

　　熱解過程中釋放的氣體通過火焰離子化檢測器（FID）檢測烴類，紅外檢測器（IR）檢測CO?，最終得到S1、S2、S3等參數(shù)，用于評(píng)估有機(jī)質(zhì)豐度、類型和成熟度。

 

　　3.巖石熱解儀在地質(zhì)分析中的應(yīng)用

 

　　（1）油氣勘探與烴源巖評(píng)價(jià)

 

　　它可快速評(píng)估烴源巖的生烴潛力：

 

　　-S1：反映巖石中已生成的游離烴含量，指示油氣運(yùn)移情況。

 

　　-S2：代表干酪根熱解生成的烴量，用于計(jì)算生烴潛力（HI，氫指數(shù)）。

 

　　-Tmax（S2峰對(duì)應(yīng)溫度）：判斷有機(jī)質(zhì)成熟度，如Tmax>450°C表明進(jìn)入生油窗。

 

　　（2）頁巖氣與頁巖油資源評(píng)估

 

　　在非常規(guī)油氣勘探中，巖石熱解儀可分析頁巖的有機(jī)質(zhì)豐度（TOC）和類型（I、II、III型干酪根），為資源量計(jì)算提供依據(jù)。

 

　　（3）沉積環(huán)境與古氣候研究

 

　　通過分析有機(jī)質(zhì)類型（如腐泥型、腐殖型），可推斷古沉積環(huán)境（如湖泊、海洋或沼澤相）。

 

　　（4）環(huán)境地質(zhì)與污染評(píng)估

 

　　還可用于檢測土壤或沉積物中的有機(jī)污染物（如石油烴類），評(píng)估環(huán)境污染程度。