The aim of the work, the results of which are presented in the article, was to evaluate the influence of the method of sample preparation on the results of pyrolytic analyses: RockEval, Py-GC-FID (gas chromatography with FID detector) and Py-GC-IRMS (isotope mass spectrometry with gas chromatography). Mortars and ball mills are most often used to grind the samples. Three rock samples with a higher organic carbon content (shales) and five with a lower organic carbon content (including two samples of dolomites and three of anhydrites) were prepared. The rocks were homogenized and divided into three parts. Each part was ground: by hand in a mortar, in a ball mill for 5 minutes, and in a ball mill for 15 minutes. A total of 24 RockEval analyses, 48 Py-GC-FID analyses (two pyrolysis temperatures corresponding to RockEval pyrolysis conditions) and 24 Py-GC-IRMS analyses were performed. The grinding of the samples for the RockEval analyses is insignificant. The differences in the results seem to indicate the influence of the analysis error and the nature of the sample. For the Py-GC-FID methodology, the influence of milling on the results of desorption carried out at the temperature of 300ºC for most of the tested samples can be considered insignificant and negligible. At the temperature of 500ºC, various types of samples show some correlations, but they are insufficient to reject one of the methods of sample preparation. Therefore, it is important to analyze the results comprehensively, taking into account both the group composition and the distribution of pyrolysis products. In the case of the isotopic composition analyses (Py-GC-IRMS), also no differences in δ13C values related to different types of grinding samples can be found. Summarizing, all the results show a negligible influence of the method of grinding the samples on the results of pyrolysis analyses. Nevertheless, it is important that only one method of sample preparation is used for a separate sample series.

Celem pracy było dobranie i zwalidowanie optymalnej metody analizy zawartości siarki w rdzeniach wiertniczych, w tym pochodzących z pokładów węgla. Ponadto badania zostały przeprowadzone dla rop naftowych. W ramach pracy porównano wyniki badań zawartości siarki metodą analizy elementarnej w dwóch analizatorach: w analizatorze elementarnym EA 1108, który daje możliwość spalania próbek w temperaturze do 1080°C, co nie zawsze jest wystarczające w przypadku próbek geologicznych, oraz w analizatorze Leco CR12 rozbudowanym o moduł do oznaczania siarki, który daje możliwość wykonania analizy w 1350°C. W toku analizy elementarnej następuje przekształcenie siarki wolnej i związanej w dwutlenek siarki SO 2 , którego zawartość jest mierzona za pomocą różnych detektorów: detektora cieplno-przewodnościowego (TCD) w analizatorze EA 1108 lub detektora podczerwieni w analizatorze Leco CR12. Przed badaniami porównawczymi zwalidowano metodę analizy siarki w analizatorze Leco CR12. Badania porównawcze wykonano dla próbek skalnych, dla węgli i dla rop naftowych oraz dla kerogenu. W ramach pracy przeprowadzono analizy elementarne zawartości siarki dla 23 próbek węgla, 22 próbek skał, 5 próbek kerogenu wydzielonego z tych skał oraz dla 9 rop naftowych. Badane próbki węgla i materiału skalnego pochodziły z rdzeni wiertniczych z otworów poszukiwawczych. Wykazano zgodność stosowanych metod dla kerogenu i dla węgli o zawartości siarki powyżej 0,75% w/w oraz dla rop powyżej 0,3% zawartości siarki. Dużo gorszą zgodność uzyskano dla materiału skalnego z rdzeni wiertniczych, charakteryzującego się dyspersją materii organicznej. Dla próbek o niskiej zawartości siarki bardziej wiarygodnych wyników dostarczają oznaczenia wykonane w analizatorze EA 1108. W przypadku ośrodków o dużej dyspersji substancji organicznej, takich jak warstwy istebniańskie, bardziej wiarygodne są wyniki oznaczeń w analizatorze Leco CR12, ze względu na wielkość próbki analitycznej.Słowa kluczowe: siarka w skałach, siarka w węglu, siarka w ropie naftowej, analiza elementarna, kerogen.

Odpowiedni dobór detektorów w chromatografii gazowej pozwala na dokładniejsze pomiary analizowanych związków. Wybór detektora zależy od substancji, które chcemy oznaczać, od ich procentowej zawartości w analizowanym gazie, a w niektórych przypadkach również od matrycy próbki, w której dany związek się znajduje. Związki siarki są bardzo częstym przedmiotem badań w laboratoriach geochemicznych. Jak dotąd zdecydowanie najpopularniejszym dostępnym na rynku detektorem do pomiaru ich stężeń jest FPD, używany również w Laboratorium Geochemii Nafty i Gazu INiG – PIB. Jednak w zależności od rodzaju i ilości związków siarki można, po opracowaniu odpowiedniej metodyki, użyć również detektorów FID i TCD. Przy badaniu bardzo niskich stężeń siarkowodoru zgodnie z doniesieniami literaturowymi sugerowane jest użycie detektora SCD, a przy badaniach stężeń wysokich można zastosować miareczkowanie jodometryczne. W ramach badań została wykonana kalibracja oraz przeprowadzono elementy walidacji metodyk oznaczania siarkowodoru na zróżnicowanych poziomach stężeń z użyciem detektorów FPD i TCD. Została sprawdzona specyficzność oraz selektywność zastosowanych metodyk badawczych. Ustalono granicę wykrywalności oraz oznaczalności, obliczono powtarzalność, a także liniowość. Kalibracja oraz wybrane elementy walidacyjne pokazały, jakie są możliwości zastosowanych detektorów, a także dały wiedzę, na jakim poziomie należy oznaczać siarkowodór przy użyciu poszczególnych detektorów powszechnie wykorzystywanych w chromatografii gazowej. Wykonane badania udowodniły, że opracowane metodyki spełniają założone kryteria akceptacji dla wybranych elementów walidacji. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że detektor FPD jest adekwatnym wyborem przy badaniach siarkowodoru w zakresie od 1 ppm do 10 ppm, natomiast TCD jest odpowiedni do oznaczeń wyższych stężeń siarkowodoru, tj. od 0,5% do 5%.

No abstract