[发明专利]一种激光微区剥蚀产物组分与同位素并行分析装置及方法

说明书

本发明提供了一种激光微区剥蚀产物组分与同位素并行分析装置及方法，该装置包括激光微区剥蚀系统、进样系统、温控系统和分析检测系统；其中，进样系统中的产物捕集装置用于将激光微区剥蚀系统排出的气态产物冷凝富集起来，并在指定条件下通过温控系统的加热处理将所述气态产物再释放出来；分析检测系统中的气路分流装置用于将色谱仪分离的化合物按一定比例分流后分别导入质谱仪和同位素仪；样品的进样温度由设置于色谱仪外的温控系统控制。本发明提供的方案可以实现激光微区剥蚀产物的组分和单体烃同位素在线并行分析，保证了实验数据的全面和准确性，同时提高了实验效率。

技术领域

本发明属于石油地质勘探领域，具体涉及一种激光微区剥蚀产物组分与同位素并行分析装置及方法。

背景技术

传统的热裂解实验可帮助地球化学工作者对烃源岩类型及其生烃潜力等方面进行探索研究，但是这类实验还存在一些不足，主要包括：(1)仪器本身的系统结构以及性能方面的原因，仅能对一部分热力性质相符的样品进行检测，从而影响了高结构极性样品的气相色谱分辨率；(2)实验操作环节较多，实验结果干扰因素多；(3)样品需进行粉碎等前处理，不能做微小尺度范畴的定位分析。Paul Greenwood等从20世纪90年代起开始激光微裂解(Laser Micropyrolysis)的研究，目前激光探针波长已经可以达到193nm，分析样品不仅包括流体包裹体，还包括储层沥青、煤岩、聚合物、油页岩、干酪根、土壤有机质和微体化石。激光微区剥蚀系统改善了传统热解的缺陷，具有以下特点：(1)具有更高的灵敏度，可以在复杂的沉积有机物中检测到生物标志物，包括碳骨架组成和官能团位置；(2)采取在线分析，可以对样品进行原位分析，减少了线下复杂实验环节的影响因素；(3)激光光斑可以精确到2μm范围，可以对单个流体包裹体进行原位分析。

但是，常规的激光微区剥蚀系统只能对剥蚀产物单独进行组分分析或单独进行同位素分析。由于激光轰击实验为破坏性实验，对样品表面或包裹体样品进行激光轰击后，无法再进行其他分析，因此，组分分析和同位素分析只能分别进行测试。但是，这种分别测试的方式存在由于针对的毕竟不是同一个激光轰击产物，因此，其可靠性难以验证。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种激光微区剥蚀产物组分与同位素并行分析装置。

本发明的另一目的在于提供一种利用上述装置激光微区剥蚀产物组分与同位素并行分析的方法。

为达到上述目的，本发明提供了一种激光微区剥蚀产物组分与同位素并行分析装置，其中，该装置包括激光微区剥蚀系统、进样系统、温控系统和分析检测系统；

所述激光微区剥蚀系统包括激光发射器、显微镜光路组件、样品室、载气管线和产物引出管线；所述载气管线上设置有第一阀门；

所述进样系统包括产物捕集装置和进样控制装置；其中，所述产物捕集装置的入口端与激光微区剥蚀系统中的产物引出管线连通，出口端与分析检测系统连通；该产物捕集装置用于将激光微区剥蚀系统排出的气态产物冷凝富集起来，并在指定条件下通过温控系统的加热处理将所述气态产物再释放出来；所述进样控制装置为一设置有流量计和第二阀门并与外界联通的管路，设置于产物捕集装置和分析检测系统连通的管路上；该进样控制装置用于检测进入进样系统的载气流量，并通过控制第二阀门的开合将进样系统中引出的气体排出外界或引入分析检测系统；

所述分析检测系统包括色谱仪、质谱仪、稳定同位素仪和气路分流装置；其中，所述色谱仪中的色谱柱直接与进样系统中的产物捕集装置连通，色谱仪的出口端设置有气路分流装置；所述气路分流装置的出口端分别与质谱仪和同位素仪连通，该气路分流装置用于将色谱仪分离的化合物按一定比例分流后分别导入质谱仪和同位素仪；所述样品的进样温度由设置于色谱仪外的温控系统控制；所述气路分流装置的分流比为(1.5:8.5)(2.5:7.5)，其中，小比例气体进入质谱仪。

本发明提供方案可以实现激光微区剥蚀产物的组分和单体烃同位素在线并行分析，保证了实验数据的全面和准确性，同时提高了实验效率。