Способ газового анализа Советский патент 1982 года по МПК G01N7/14 

(5) СПОСОБ ГАЗОВОГО АНАЛИЗА

t

Изобретение относится к способам определения количества газов в жидкости, которые, в частности, используются при прямых геохимических методах поисков нефти и газа, например в газовом каротаже. .

Известен способ определения концентрации газовых компонентов в Жидкости, основанный на вымывании их циркулирующим по контуру газовым потоком и хроматографическом анализе выделенной смеси, согласно которому поток газовой смеси, создаваемый компрессором, непрерывно бзрботирует через проточный буровой раствор.Про- jj ба газовой смеси, периодически отбирается на хроматографический анализ, содержит в себе некоторую осредненную информацию о концентрации в ней того или иного компонента. 20

Сопоставляя результаты анализа ряда сложных проб смеси между собой, можно судить об относительном содержании того или иного компонента в

жидкости, т.е. констатировать - больше или меньше его в проциркулировавшей жидкости, чем в предыдущей пробе Cl.

Недостаток способа состоит в. том, что циркуляционный контур не является полностью замкнутым. Поэтому часть газовой смеси, поступающей из дегазатора, уносится обратно проточной жидкостью. Кроме этого, количество жидкости, фактически подвергающейся дегазации, неизвестно. В результате количество газовой смеси или отдельных компонентов в жидкости можно зпределить этим способом с низкой точностью, не позволяющей проводить количественную интерпретацию данных газового каротажа.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому эффекту является способ газового анализа путем извлечения из пробы исследуемой жидкости циркулирующим потоком газообразного агента части

3Э

.газовой смеси и измерения в ней равновесной концентрации одного из компонентов 2.

Известный способ обладает следующими недостатками.

При его использовании для определения общего количества газовой смеси в жидкости требуется практически полное извлечение ее в газовое пространство. Это связано с увеличением объема газового пространства и, как следствие, дополнительным разбавлением компонентов газоносителем. При этом снижается точность последующего (хроматографического анализа и тре эуется применение высокочувствительной аппаратуры. Кроме этого, способ требует измерения концентраций всех компонентов газовой смеси, поскольку искомый объем газовой смеси есть сумма парциальных объемов составляющих, компонентов.

В результате создается ряд неудобств и дополнительные источники ошибок, так как увеличивается общее время анализа и выдачи результатов, снижается их достоверность пропорционально числу компонентов, часто оказывается невозможным проведение анализа по всем компонентам на одном хроматографе.

Указанные недостатки резко ограничивают возможности применения спосо-, боа в особенности, при количественной интерпретации результатов газометрии скважин, где требуется высокая достоверность геохимической информации и экспрессность проведения анализов .

Цель изобретения -. определение общего количества газовой смеси в иссле дуемой жидкости.

Поставленная цель достигается тем, что со гласно способу газового анализа путем извлечения из пробы исследуе мой жидкости циркулирующим потокам га зообразного агента части газовой смеси и Измерения в ней равновесной концентрации одного из компонентов, извлечение части газовой смеси и измерение равновесной концентрации осуществляют для дополнительной пробы исследуемой жидкости большего объема чем основная проба, а количество газовой смеси рассчитывают по формуле

GI;;,VCU-VC;OQ;K

,)

8874

где О. - объем первойпробы исследуемой жидкостиj

V - объем газового пространства I для первой пробы; 5 со Равновесная концентрация

компонента для первой пробы;

OV. - объем второй пробы исследуемой жидкости; О у - объем газового пространства

„ для второй пробы; С - равновесная концентрация

компонента для второй пробы.

5 Формула получается непосредственно из уравнения материального баланса VCtt, записанного для двух указанных случаев дегазации и с учетом того, что - фактическая 0 концентрация компонента в жидкости до дегазации.

Реализация способа возможна также при использовании его частных случаев, т;е. когда объемы пробы жидкости 5 выбраны одинаковыми ((ijk Q)fc Q-) но при этом различны объемы газового пространства или для различных объемов проб жидкости выбраны одинаковыми объемы газового пространства (/ 0 V V) .

Пример. Отбирают пробу буровой жидкости, разливают ее в два разных по объему сосуда (например, йж - 5 л Q 1 л). Один из сосудов с двух сторон подключают к газовому контуру, предварительно измерив его внутренний объем; производят дегазацию жидкости до установления равновесного состояния (которое обычно достигается уже через несколько секунд) ; отбирают пробу газа на хроматографический анализ и определяют концентрацию компонента, например метана, в выделенной смеси. Далее .5 газовый контур соединяется с атмосферой и продувается воздухом.

После этого производят изменение (увеличение или уменьшение) объема газового пространства, например,-путем удлинения или укорачивания длины контура. Затем к нему подсоединяют второй сосуд с пробой жидкости и с ней производят те же действия,что и с первой.

Таким образом, определив все величины, входящие в правую часть формулы, вычисляют по ней количество 5 газовой смеси в единице объема жид кости (общее газосодержание). Пример 2. Пусть нам задан жидкости 0. 1, и газового пространства над ней V 100 см и пу нам заранее известно то, что предс ит определять: общее газосодержани q, 50 см и фактические концентра компонентов в жидкости К., 1, Кс,нб 1. В этом случае хроматографически анализ, проведенный после дегазаци покажет следующие концентрации 0,64-286 Voj ,4186 50-/,б Аналогичным образом получим CJ .. 0,21it286; С 0, ное - воздух. 4 Согласно известному способу для получения общего газосодержания мы должны просуммировать порциальные объемы всех интересующих компоненто Пусть в данном частном случае интересует суммарный объем газовой смеси всех компонентЪв в единице объем жидкости, т.е. 100. Следовательно, -fOO-fOO - 66,667 СМ (OOQ ЮО-ifl Для определения общего газосодержания предлагаемым способом дегазацию второй порции жидкости производим при каком-то другом объеме газового пространства. Пусть V 30 см,тогда хроматографический анализ извлеченной смеси даст следующий результат. сн;у/г.о НОЖ, с --:{: зог--° « Wi 50Л Аналогично Сс,,ц 0, л R 0.071428: остапьнор. - Bosnvx. 0,071t28; остальное - воздух Общее газосодержание по предлагаемому способу по метану УС-У С 00-0.64286-30 rt07-f4. Q() , - 0,64206 ) -50 по этану YOO- O,42.e6-50-Cl7f4 -(,5(0,7/43-0,4206; 887 Тот же результат получится по остальным компонентам. Таким образом, в рассматриваемом примере ошибка определения количества газовой смеси согласно известному способу составляет .§Ь||7:50. .,„,.,3.3, согласно предлагаемому способу ошибка практически равна нулю. И как видно из примера, для определения общего газосодержания вполне достаточно располагать концентрацией лишь одного какого-нибудь компонента. Положительный эффект от применения предлагаемого способа в газометрии скважин обеспечивается возможностью получить точные сведения об общем газосодержании, а следовательно, и количества отдельных компонентов в жидкости, а так же тем, что указанный результат достигается весьма простым путем, без применения высокочувствительной аппаратуры, без достижения высокой степени дегазации и использования трудоемких приемов, например, как термовакуумная дегазация. Все операции, предусмотренные способом, вследствие их простоты, включая запись результатов на диаграммную ленту, легко могут быть автоматизированы. Применение способа позволяет существенно повысить достоверность геохимической информации и производить количественную интерпретацию газового каротажа при одновременном снижении материальных затрат на проведение nor иска нефтяных и газовых месторождений геохимическими методами. Способ может быть использован в юбой другой отрасли народного хозяйтва для решения вопроса о количестенном содержании газовых компоненов в жидкостях. Формула изобретения Способ газового анализа путем излечения из пробы исследуемой жидкоси циркулирующим потоком газообразого агента части газовой смеси и изерения в ней равновесной концентраии одного из компонентов, отлиающийся тем,что, с целью пределения общего количества газовой меси в исследуемой жидкости, извлеение части газовой смеси и измерение

7 gjise 8

равновесной концентрации осуществля-Q - объем второй пробы исслеют для дополнительной пробы исслейуе-дуемой жидкости;

мой жидкости большого объема, чемv - объем газового пространства

основная проба, а количество газовойдля второй пробы;

смеси рассчитывают по формуле 5С - равновесная концентрация

QlVcL-ol.Vcl,компонента для второй

О , . , , „ .-пробы. QWQ5(c -coo)

где Q - объем первой пробы иссле-Источники информации,

дуемой жидкости; принятые во внимание при экспертизе

V - объем газового пространст-1. Авторское свидетельство СССР

J ва для первой пробы;№ , кл. Е 21 В 7/00, 1970.

Сро - равновесная концентрация ком-2. Авторское свидетельство СССР

понента для первой пробы;-ip 219866, кл. G 01 N 1/98, 1968.